高中物理 3_1《天体运动》学案教科版必修21

天体运动教学目标定位 1.掌握解决天体运动问题的思路和方法.2.理解赤道物体、同步卫星和近地卫星的区别.3.会分析卫星(或飞船)的变轨问题.4.掌握双星的运动特点及其问题的分析方法.学生的学：1天体运动的动力学方程： v ， ，T ，a 2. 物体在天体表面时受到的引力等于物体的重力；有方程： 例1地球半径为R0，地面重力加速度为g，若卫星在距地面R0处做匀速圆周运动，则()A.卫星的速度为B.卫星的角速度为 C.卫星的加速度为D.卫星的周期为2 3. 赤道物体、同步卫星和近地卫星转动量的比较图1例2如图1所示，地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动.设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则()A.v1v2v3 B.v1v2v3C.a1a2a3 D.a1a3a24. 人造卫星的变轨问题物体做向心运动的条件： ；物体做离心运动的条件： 例32013年5月2日凌晨0时06分，我国“中星11号”通信卫星发射成功.“中星11号”是一颗地球同步卫星，它主要用于为亚太地区等区域用户提供商业通信服务.图2为发射过程的示意图，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再一次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是()A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率图2B.卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C.卫星在轨道1上经过Q点时的速度大于它在轨道2上经过Q点时的速度D.卫星在轨道2上经过P点时的速度小于它在轨道3上经过P点时的速度4.双星问题1.双星：是 2.双星问题的特点：例4宇宙中两个相距较近的天体称为“双星”，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，但两者不会因万有引力的作用而吸引到一起.设两者的质量分别为m1和m2，两者相距为L.求：(1)双星的轨道半径之比；(2)双星的线速度之比；(3)双星的角速度.学生的练：1.关于近地卫星、同步卫星、赤道上的物体，以下说法正确的是()A.都是万有引力等于向心力B.赤道上的物体和同步卫星的周期、线速度、角速度都相等C.赤道上的物体和近地卫星的轨道半径相同但线速度、周期不同D.同步卫星的周期大于近地卫星的周期2.设地球半径为R，a为静止在地球赤道上的一个物体， b为一颗近地绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球的一颗同步卫星，其轨道半径为r.下列说法中正确的是()A.a与c的线速度大小之比为 B.a与c的线速度大小之比为C.b与c的周期之比为 D.b与c的周期之比为3.探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比()A.轨道半径变小 B.向心加速度变小图2C.线速度变小 D.角速度变小4.如图2所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的3颗人造卫星，下列说法正确的是()A.b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度B.a加速可能会追上bC.c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等到同一轨道上的cD.a卫星由于某种原因，轨道半径缓慢减小，仍做匀速圆周运动，则其线速度将变大图35.如图3所示是“嫦娥三号”环月变轨的示意图.在圆轨道运行的“嫦娥三号”通过变轨后绕圆轨道运行，则下列说法中正确的是()A.“嫦娥三号”在轨道的线速度大于在轨道的线速度B.“嫦娥三号”在轨道的角速度大于在轨道的角速度C.“嫦娥三号”在轨道的运行周期大于在轨道的运行周期D.“嫦娥三号”由轨道通过加速才能变轨到轨道6.天文学家如果观察到一个星球独自做圆周运动，那么就会想到在这个星球附近存在着一个看不见的星体黑洞.若星球与黑洞由万有引力的作用组成双星，以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，那么()A.它们做圆周运动的角速度与其质量成反比B.它们做圆周运动的周期与其质量成反比C.它们做圆周运动的半径与其质量成反比D.它们所需的向心力与其质量成反比7.某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动.由天文观察测得其运动周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知引力常量为G，由此可求出S2的质量为()A. B.C. D.8.美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、能适合居住的行星“开普勒22b”，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一周.若引力常量已知，要想求出该行星的轨道半径，除了上述信息只须知道()A.该行星表面的重力加速度B.该行星的密度C.该行星的线速度D.被该行星环绕的恒星的质量课时检测：1.(天体运动的分析)火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆.已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比()A.火卫一距火星表面较近B.火卫二的角速度较大C.火卫一的运动速度较大D.火卫二的向心加速度较大2.(赤道物体、同步卫星和近地卫星的区别)地球同步卫星离地心的距离为r，运行速度为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则以下正确的是()A. B.()2 C. D.3. (人造卫星的变轨问题)2013年12月2日，肩负着“落月”和“勘察”重任的“嫦娥三号”沿地月转移轨道直奔月球，在距月球表面100 km的P点进行第一次制动后被月球捕获，进入椭圆轨道绕月飞行，之后，卫星在P点又经过第二次“刹车制动”，进入距月球表面100 km的圆形工作轨道，绕月球做匀速圆周运动，在经过P点时会再一次“刹车制动”进入近月点距月球表面15公里的椭圆轨道，然后择机在近月点下降进行软着陆，如图3所示，则下列说法正确的是()图3A.“嫦娥三号”在轨道上运动的周期最长B.“嫦娥三号”在轨道上运动的周期最长C.“嫦娥三号”经过P点时在轨道上运动的线速度最大D.“嫦娥三号”经过P点时，在三个轨道上的加速度相等图44.(双星问题)如图4所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动.现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1m232，下列说法中正确的是()A.m1、m2做圆周运动的线速度之比为32B.m1、m2做圆周运动的角速度之比为32C.m1做圆周运动的半径为LD.m2做圆周运动的半径为L检测点评：