2024年高考物理 一轮复习讲义(新人教版)2024年高考物理一轮复习(新人教版) 第5章 专题强化7 卫星变轨问题 双星模型.docx本文件免费下载 【共13页】

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小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com专题强化七卫星变轨问题双星模型目标要求1.会处理人造卫星的变轨和对接问题.2.掌握双星、多星系统,会解决相关问题.3.会应用万有引力定律解决星球“瓦解”和黑洞问题.题型一卫星的变轨和对接问题1.变轨原理(1)为了节省能量,在赤道上顺着地球自转方向先发射卫星到圆轨道Ⅰ上,卫星在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动,有G=m,如图所示.(2)在A点(近地点)点火加速,由于速度变大,所需向心力变大,G<m,卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ.(3)在椭圆轨道B点(远地点)将做近心运动,G>m,再次点火加速,使G=m,进入圆轨道Ⅲ.2.变轨过程分析(1)速度:设卫星在圆轨道Ⅰ和Ⅲ上运行时的速率分别为v1、v3,在轨道Ⅱ上过A点和B点时速率分别为vA、vB.在A点加速,则vA>v1,在B点加速,则v3>vB,又因v1>v3,故有vA>v1>v3>vB.(2)加速度:因为在A点,卫星只受到万有引力作用,故不论从轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ上经过A点,卫星的加速度都相同,同理,卫星在轨道Ⅱ或轨道Ⅲ上经过B点的加速度也相同.(3)周期:设卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上的运行周期分别为T1、T2、T3,轨道半径分别为r1、r2(半长轴)、r3,由开普勒第三定律=k可知T1<T2<T3.(4)机械能:在一个确定的圆(椭圆)轨道上机械能守恒.若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道的机械能分别为E1、E2、E3,从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ和从轨道Ⅱ到轨道Ⅲ都需要点火加速,则E1<E2<E3.考向1卫星变轨问题中各物理量的比较例12021年2月,“天问一号”探测器成功实施近火制动,进入环火椭圆轨道,并于2021年5月软着陆火星表面,开展巡视探测等工作,探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹示意图如图所示,其中轨道Ⅰ、Ⅲ为椭圆,轨道Ⅱ为圆.探测器经轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ运动后在Q点登陆火星,O点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的切点,O、Q还分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com近火星点.下列关于探测器说法正确的是()A.由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需在O点减速B.在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅲ上运行的周期C.在轨道Ⅱ上运行的线速度大于火星的第一宇宙速度D.在轨道Ⅲ上,探测器运行到O点的线速度大于运行到Q点的线速度答案A解析由高道入低道需要点火速,由道轨进轨减则轨Ⅰ入道进轨Ⅱ需在O点速,减A正确;根据普勒第三定律有=,因道开轨Ⅱ的半大于道径轨Ⅲ的半,所以在道长轴轨Ⅱ上行的周运期大于在道轨Ⅲ上行的周期,运B;根据错误v=可知,在道轨Ⅱ上行的速度小于火星运线的第一宇宙速度,C;根据普勒第二定律可知,近地点的速度大于地点的速度错误开线远线,所以在道轨Ⅲ上,探器行到测运O点的速度小于行到线运Q点的速度,线D.错误例2嫦娥五号完美完成中国航天史上最复杂任务后,于2020年12月17日成功返回,最终收获1731克样本.图中椭圆轨道Ⅰ、100公里环月轨道Ⅱ及月地转移轨道Ⅲ分别为嫦娥五号从月球返回地面过程中所经过的三个轨道示意图,下列关于嫦娥五号从月球返回过程中有关说法正确的是()A.在轨道Ⅱ上运行时的周期小于在轨道Ⅰ上运行时的周期B.在轨道Ⅰ上运行时的加速度大小始终大于在轨道Ⅱ上运动时的加速度大小C.在N点时嫦娥五号经过点火加速才能从轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ返回D.在月地转移轨道上飞行的过程中可能存在不受万有引力的瞬间答案C解析道轨Ⅱ的半大于道径椭圆轨Ⅰ的半,根据普勒第三定律可知,在道长轴开轨Ⅱ上行运的周期大于在道时轨Ⅰ上行的周期,故运时A;在道错误轨Ⅰ上的N点和道轨Ⅱ上的N点受到的万有引力相同,所以在道上两个轨经过N点的加速度相同,故时B;道错误从轨Ⅱ到月地移道转轨Ⅲ做离心,在运动N点嫦娥五需要点火加速才能道时号经过从轨Ⅱ入进轨道Ⅲ返回,故C正确;在月地移道上行的程中,始在地球的引力范,不存转轨飞过终围内在不受万有引力的瞬,故间D.错误考向2变轨问题中的能量变化小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com例32020年我国...

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