《2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力與航天 4-5-3 熱點(diǎn)突破 衛(wèi)星(航天器)的變軌及對(duì)接問(wèn)題課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019版高考物理總復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力與航天 4-5-3 熱點(diǎn)突破 衛(wèi)星(航天器)的變軌及對(duì)接問(wèn)題課件.ppt（24頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

衛(wèi)星 航天器 的變軌及對(duì)接問(wèn)題 01 02 03 04 課堂互動(dòng) 軌道II 軌道I 衛(wèi)星由低軌道 高軌道的運(yùn)行分析 課堂互動(dòng) 命題角度1衛(wèi)星的變軌 對(duì)接問(wèn)題1 衛(wèi)星發(fā)射及變軌過(guò)程概述人造衛(wèi)星的發(fā)射過(guò)程要經(jīng)過(guò)多次變軌方可到達(dá)預(yù)定軌道 如圖4所示 1 為了節(jié)省能量 在赤道上順著地球自轉(zhuǎn)方向發(fā)射衛(wèi)星到圓軌道 上 2 在A點(diǎn)點(diǎn)火加速 由于速度變大 萬(wàn)有引力不足以提供向心力 衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng)進(jìn)入橢圓軌道 3 在B點(diǎn) 遠(yuǎn)地點(diǎn) 再次點(diǎn)火加速進(jìn)入圓形軌道 2 對(duì)接航天飛船與宇宙空間站的 對(duì)接 實(shí)際上就是兩個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體追趕問(wèn)題 本質(zhì)仍然是衛(wèi)星的變軌運(yùn)行問(wèn)題 例4 如圖5 宇宙飛船A在低軌道上飛行 為了給更高軌道的宇宙空間站B輸送物質(zhì) 需要與B對(duì)接 它可以采用噴氣的方法改變速度 從而達(dá)到改變軌道的目的 則以下說(shuō)法正確的是 題組剖析 A 它應(yīng)沿運(yùn)行速度方向噴氣 與B對(duì)接后周期比低軌道時(shí)的小B 它應(yīng)沿運(yùn)行速度的反方向噴氣 與B對(duì)接后周期比低軌道時(shí)的大C 它應(yīng)沿運(yùn)行速度方向噴氣 與B對(duì)接后周期比低軌道時(shí)的大D 它應(yīng)沿運(yùn)行速度的反方向噴氣 與B對(duì)接后周期比低軌道時(shí)的小 A 使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行 然后飛船加速追上空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對(duì)接B 使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行 然后空間實(shí)驗(yàn)室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對(duì)接C 飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速 加速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室 兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接D 飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速 減速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室 兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接 題組剖析 變式訓(xùn)練3 2016 天津理綜 3 我國(guó)即將發(fā)射 天宮二號(hào) 空間實(shí)驗(yàn)室 之后發(fā)射 神舟十一號(hào) 飛船與 天宮二號(hào) 對(duì)接 假設(shè) 天宮二號(hào) 與 神舟十一號(hào) 都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接 下列措施可行的是 轉(zhuǎn)到解析 題組剖析 解析若使飛船與空間站在同一軌道上運(yùn)行 然后飛船加速 所需向心力變大 則飛船將脫離原軌道而進(jìn)入更高的軌道 不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 若使飛船與空間站在同一軌道上運(yùn)行 然后空間站減速 所需向心力變小 則空間站將脫離原軌道而進(jìn)入更低的軌道 不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 要想實(shí)現(xiàn)對(duì)接 可使飛船在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑較小的軌道上加速 然后飛船將進(jìn)入較高的空間實(shí)驗(yàn)室軌道 逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室后 兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接 選項(xiàng)C正確 若飛船在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑較小的軌道上減速 則飛船將進(jìn)入更低的軌道 不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案C 轉(zhuǎn)回原題 題組剖析 命題角度2變軌前 后各物理量的比較1 航天器變軌問(wèn)題的三點(diǎn)注意事項(xiàng) 1 航天器變軌時(shí)半徑的變化 根據(jù)萬(wàn)有引力和所需向心力的大小關(guān)系判斷 穩(wěn)定在新圓軌道上的運(yùn)行速度變化由v 判斷 2 航天器在不同軌道上運(yùn)行時(shí)機(jī)械能不同 軌道半徑越大 機(jī)械能越大 3 航天器經(jīng)過(guò)不同軌道的相交點(diǎn)時(shí) 加速度相等 外軌道的速度大于內(nèi)軌道的速度 題組剖析 2 衛(wèi)星變軌的實(shí)質(zhì) A 墨子號(hào) 在軌道B上由P向Q運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中速率越來(lái)越大B 墨子號(hào) 在軌道C上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的速率大于在軌道A上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速率C 墨子號(hào) 在軌道B上經(jīng)過(guò)P時(shí)的向心加速度大于在軌道A上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的向心加速度D 墨子號(hào) 在軌道B上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)受到的地球的引力小于經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)受到的地球的引力 題組剖析 例5 2017年1月18日 世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星 墨子號(hào) 在圓滿完成4個(gè)月的在軌測(cè)試任務(wù)后 正式交付用戶單位使用 如圖7為 墨子號(hào) 變軌示意圖 軌道A與軌道B相切于P點(diǎn) 軌道B與軌道C相切于Q點(diǎn) 以下說(shuō)法正確的是 轉(zhuǎn)到解析 題組剖析 轉(zhuǎn)回原題 A 神舟十一號(hào) 在M點(diǎn)加速 可以在P點(diǎn)與 天宮二號(hào) 相遇B 神舟十一號(hào) 在M點(diǎn)經(jīng)一次加速 即可變軌到軌道2C 神舟十一號(hào) 經(jīng)變軌后速度總大于變軌前的速度D 神舟十一號(hào) 變軌后的運(yùn)行周期總大于變軌前的運(yùn)行周期 題組剖析 變式訓(xùn)練4 多選 2016年10月19日 神舟十一號(hào) 與 天宮二號(hào) 成功實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接 如圖8所示 交會(huì)對(duì)接前 神舟十一號(hào) 飛船先在較低圓軌道1上運(yùn)動(dòng) 在適當(dāng)位置經(jīng)變軌與在圓軌道2上運(yùn)動(dòng)的 天宮二號(hào) 對(duì)接 M Q兩點(diǎn)在軌道1上 P點(diǎn)在軌道2上 三點(diǎn)連線過(guò)地球球心 把飛船的加速過(guò)程簡(jiǎn)化為只做一次短時(shí)加速 下列關(guān)于 神舟十一號(hào) 變軌過(guò)程的描述正確的有 轉(zhuǎn)到解析 題組剖析 轉(zhuǎn)回原題 題組剖析 命題角度3天體中的 追及相遇 問(wèn)題 例6 多選 如圖9 三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a b c的質(zhì)量分別為m1 m2 M M遠(yuǎn)大于m1及m2 在c的萬(wàn)有引力作用下 a b在同一平面內(nèi)繞c沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng) 已知軌道半徑之比為ra rb 1 4 則下列說(shuō)法正確的有 轉(zhuǎn)到解析 A a b運(yùn)動(dòng)的周期之比為T(mén)a Tb 1 8B a b運(yùn)動(dòng)的周期之比為T(mén)a Tb 1 4C 從圖示位置開(kāi)始 在b轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中 a b c共線12次D 從圖示位置開(kāi)始 在b轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中 a b c共線14次 題組剖析 轉(zhuǎn)回原題 規(guī)律總結(jié) 1 變軌的兩種情況 兩個(gè)不同軌道的 切點(diǎn) 處線速度v不相等 圖中v v B v A v 同一個(gè)橢圓軌道上近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)線速度大小不相等 從遠(yuǎn)地點(diǎn)到近地點(diǎn)萬(wàn)有引力對(duì)衛(wèi)星做正功 動(dòng)能增大 引力勢(shì)能減小 圖中v A v B Ek A Ek B Ep A Ep B 兩個(gè)不同圓軌道上的線速度v不相等 軌道半徑越大 v越小 圖中v v 2 相關(guān)物理量的比較 規(guī)律總結(jié) 解題模板 規(guī)律總結(jié) B A E機(jī)不變E動(dòng)不變E勢(shì)不變 衛(wèi)星幾種運(yùn)動(dòng)形式的能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題 E機(jī)不變E動(dòng)變化E勢(shì)變化 軌道II 軌道I E機(jī)增加E動(dòng)變化E勢(shì)變化 規(guī)律總結(jié) T1 T2 對(duì)于天體追及問(wèn)題的處理思路 在與地球上物體追及時(shí) 要根據(jù)地球上物體與同步衛(wèi)星角速度相同的特點(diǎn)進(jìn)行判斷 2 根據(jù)兩星追上或相距最近時(shí)滿足兩星運(yùn)行的角度差等于2 的整數(shù)倍 相距最遠(yuǎn)時(shí) 兩星運(yùn)行的角度差等于 的奇數(shù)倍 題組剖析 變式訓(xùn)練5 假設(shè)有一載人宇宙飛船在距地面高度為4200km的赤道上空繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 地球半徑約為6400km 地球同步衛(wèi)星距地面高為36000km 宇宙飛船和一地球同步衛(wèi)星繞地球同向運(yùn)動(dòng) 每當(dāng)兩者相距最近時(shí) 宇宙飛船就向同步衛(wèi)星發(fā)射信號(hào) 然后再由同步衛(wèi)星將信號(hào)發(fā)送到地面接收站 某時(shí)刻兩者相距最遠(yuǎn) 從此刻開(kāi)始 在一晝夜的時(shí)間內(nèi) 接收站共接收到信號(hào)的次數(shù)為 A 4次B 6次C 7次D 8次 轉(zhuǎn)到解析 題組剖析 轉(zhuǎn)回原題 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)到解析 1 2017 沈陽(yáng)質(zhì)量監(jiān)測(cè) 我國(guó)正在進(jìn)行的探月工程是高新技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)重大科技活動(dòng) 在探月工程中飛行器成功變軌至關(guān)重要 如圖6所示 假設(shè)月球半徑為R 月球表面的重力加速度為g0 飛行器在距月球表面高度為3R的圓形軌道 運(yùn)動(dòng) 到達(dá)軌道的A點(diǎn)處點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道 到達(dá)軌道的近月點(diǎn)B再次點(diǎn)火進(jìn)入近月軌道 繞月球做圓周運(yùn)動(dòng) 則 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)回原題 2 多選 如圖是 嫦娥三號(hào) 飛行軌道示意圖 假設(shè) 嫦娥三號(hào) 運(yùn)行經(jīng)過(guò)P點(diǎn)第一次通過(guò)近月制動(dòng)使 嫦娥三號(hào) 在距離月面高度為100km的圓軌道 上運(yùn)動(dòng) 再次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)第二次通過(guò)近月制動(dòng)使 嫦娥三號(hào) 在距離月面近地點(diǎn)為Q 高度為15km 遠(yuǎn)地點(diǎn)為P 高度為100km的橢圓軌道 上運(yùn)動(dòng) 下列說(shuō)法正確的是 A 嫦娥三號(hào) 在距離月面高度為100km的圓軌道 上運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小可能變化B 嫦娥三號(hào) 在距離月面高度100km的圓軌道 上運(yùn)動(dòng)的周期一定大于在橢圓軌道 上運(yùn)動(dòng)的周期C 嫦娥三號(hào) 在橢圓軌道 上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度一定大于經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度D 嫦娥三號(hào) 在橢圓軌道 上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度可能小于經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)到解析 備選訓(xùn)練 轉(zhuǎn)回原題 解析 嫦娥三號(hào) 在距離月面高度為100km的圓軌道上運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng) 速度大小不變 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 由于圓軌道的軌道半徑大于橢圓軌道半長(zhǎng)軸 根據(jù)開(kāi)普勒定律 嫦娥三號(hào) 在距離月面高度100km的圓軌道 上運(yùn)動(dòng)的周期一定大于在橢圓軌道 上運(yùn)動(dòng)的周期 選項(xiàng)B正確 由于在Q點(diǎn) 嫦娥三號(hào) 所受萬(wàn)有引力大 所以 嫦娥三號(hào) 在橢圓軌道 上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度一定大于經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度 選項(xiàng)C正確 嫦娥三號(hào) 在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的引力勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變 Q點(diǎn)的引力勢(shì)能小于P點(diǎn)的引力勢(shì)能 所以 嫦娥三號(hào) 在橢圓軌道 上運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的動(dòng)能較大 速度較大 所以 嫦娥三號(hào) 在橢圓軌道 上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度一定大于經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案BC