人教版 物理高考复习：双星与天体追及相遇问题课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,2020/7/8 Wednesday,#,双星与天体追及相遇问题,2,一、双星问题,(1)定义：绕公共圆心转动的两个星体组成的系统，我们称之为双星系统，如图所示,3,一、双星问题,(2)特点：,各自所需的向心力由彼此间的万有引力相互提供，即,Gm,1,m,2,/L,2,m,1,2,r,1,，,Gm,1,m,2,/L,2,m,2,2,r,2,.,两颗星的周期及角速度都相同，即：T,1,T,2,，,1,2,.,两颗星的半径与它们之间的距离关系为：r,1,r,2,L.,(3)两颗星到圆心的距离r,1,、r,2,与星体质量成反比，即,m,1,/m,2,r,2,/r,1,.,4,二、卫星中的“追及相遇”问题,某星体的两颗卫星之间的距离有最近和最远之分，但它们都处在同一条直线上由于它们的轨道不是重合的，因此在最近和最远的相遇问题上不能通过位移或弧长相等来处理，而是通过卫星运动的圆心角来衡量，若它们的初始位置与中心天体在同一直线上，内轨道所转过的圆心角与外轨道所转过的圆心角之差为的整数倍时就是出现最近或最远的时刻,5,典例分析,1.,2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星(),A质量之积,B质量之和,C速率之和,D各自的自转角速度,6,解析,7,总结,1.双星问题求解思维引导,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,8,总结,2.对于天体追及问题的处理思路,(1)根据,Gm,1,m,2,/r,2,mr,2,，可判断出谁的角速度大；,(2)根据天体相距最近或最远时，满足的角度差关系进行求解,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,9,变式训练,1.,2017年8月28日，中科院南极天文中心的巡天望远镜观测到一个由双中子星构成的孤立双星系统产生的引力波。该双星系统以引力波的形式向外辐射能量，使得圆周运动的周期T极其缓慢地减小，双星的质量m,1,与m,2,均不变，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看做是质量均匀分布的球体，则下列关于该双星系统的说法正确的是(),A两颗中子星的自转角速度相同，在合并前约100 s时24 rad/s,B合并过程中，双星间的万有引力逐渐增大,C双星的线速度逐渐增大，在合并前约100 s时两颗星速率之和为9.610,6,m/s,D合并过程中，双星系统的引力势能逐渐增大,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,10,解析,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,11,变式训练,2.,设金星和地球绕太阳中心的运动是公转方向相同且轨道共面的匀速圆周运动，金星在地球轨道的内侧(称为地内行星)，在某特殊时刻，地球、金星和太阳会出现在一条直线上，这时候从地球上观测，金星像镶嵌在太阳脸上的小黑痣缓慢走过太阳表面，天文学称这种现象为“金星凌日”，假设地球公转轨道半径为R，“金星凌日”每隔t,0,年出现一次，则金星的公转轨道半径为(),2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,12,解析,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,13,针对训练,1.双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为(),2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,14,解析,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,15,针对训练,2.双星系统由两颗绕着它们中心连线上的某点旋转的恒星组成假设两颗恒星质量相等，理论计算它们绕连线中点做圆周运动，理论周期与实际观测周期有出入，且,T,理论,/T,观测,n,(n1)，科学家推测，在以两星球中心连线为直径的球体空间中均匀分布着暗物质，设两星球中心连线长度为L，两星球质量均为m，据此推测，暗物质的质量为(),A(n1)mB,.,(2n1)m,C.,(n1),m,/4,D.,(n-2),m,/8,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,16,解析,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,17,针对训练,3.太空中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行设这三个星体的质量均为M，并设两种系统的运动周期相同，则(),2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,18,解析,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,19,针对训练,4如图所示，甲、乙、丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星，甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行，若三颗星质量均为M，万有引力常量为G，则(),2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,20,解析,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,21,针对训练,5.在赤道平面内有三颗在同一轨道上运行的卫星，三颗卫星在此轨道均匀分布，其轨道距地心的距离为地球半径的3.3倍，三颗卫星自西向东环绕地球转动某时刻其中一颗人造卫星处于A城市的正上方，已知地球的自转周期为T，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍，则A城市正上方出现下一颗人造卫星至少间隔的时间约为(),A0.18TB0.24T,C0.32T,D0.48T,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,22,解析,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,23,针对训练,6.如图所示，甲、乙两卫星在某行星的球心的同一平面内做圆周运动，某时刻恰好处于行星上A点的正上方，从该时刻算起，在同一段时间内，甲卫星恰好又有5次经过A点的正上方，乙卫星恰好又有3次经过A点的正上方，不计行星自转的影响，下列关于这两颗卫星的说法正确的是(),A甲、乙两卫星的周期之比为23,B甲、乙两卫星的角速度之比为35,C甲、乙两卫星的轨道半径之比为,3,9/25,D若甲、乙两卫星质量相同，则甲的机械能大于乙的机械能,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,24,解析,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,2020,年人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题,(,共,45,张,PPT),高考复习课件高考复习,PPT,课件高考专题复习训练课件,25,针对训练,7.太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行