物理必修 第二册4 宇宙航行示范课ppt课件

这是一份物理必修 第二册4 宇宙航行示范课ppt课件，共31页。PPT课件主要包含了核心素养微课三，课题一，情景导入，典题1，典题剖析，规律总结，对点训练，课题二，典题2，思路引导等内容，欢迎下载使用。

卫星的发射、变轨与对接
2．同步卫星的变轨发射问题(1)同步卫星的发射过程发射同步卫星及比较远的卫星一般不采用普通卫星的直接发射方法，而是采用变轨道发射，如图所示，首先，利用第一级火箭将卫星送到180～200 km的高空，然后依靠惯性进入停泊轨道1，当到达赤道上空时，第二、三级火箭点火，卫星进入位于赤道平面内的椭圆转移轨道2，且轨道远地点P的高度为35 800 km，当到达远地点时，卫星启动发动机，然后改变方向进入同步轨道3。
3．对接问题如图所示，飞船首先在低轨道运行，当运行到适当位置时，再加速运行到一个椭圆轨道，控制飞船跟空间站恰好同时运行到两轨道的相切点，便可实现对接。
(多选)2021年4月29日上午11时23分，在中国文昌航天发射场，长征五号B运载火箭将天和核心舱顺利送入太空。如图所示，核心舱在B点从椭圆轨道Ⅰ进入圆形轨道Ⅱ，关于核心舱的运动，下列说法中正确的有(　　)A．在轨道Ⅰ上经过B的速度小于在轨道Ⅱ上经过B的速度B．在轨道Ⅰ上经过B的加速度小于在轨道Ⅱ上经过B的加速度C．在轨道Ⅰ上运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期D．在轨道Ⅰ上经过A点的速度大于经过B点的速度
解析：核心舱在椭圆轨道Ⅰ上经过B点时，速度增大做离心运动，变轨到圆形轨道Ⅱ在轨道Ⅰ经过B的速度小于在轨道Ⅱ上经过B的速度，A正确；在轨道Ⅰ上经过B和在轨道Ⅱ上经过B点时受到的万有引力相等，所以加速度相等，B错误；轨道Ⅰ半长轴小于轨道Ⅱ半径，根据开普勒第三定律，在轨道Ⅰ上运动的周期小于在轨道Ⅱ上运动的周期，C错误；根据开普勒第二定律，在轨道Ⅰ上经过A点的速度大于经过B点的速度，D正确。
卫星变轨问题中参量的比较(1)速度①卫星变轨前后在同一位置不同轨道的速度大小比较：可以根据发动机点火使卫星加速还是减速比较，还可以根据变轨后是做近心运动还是离心运动比较。
1．(多选)同步卫星在赤道上空同步轨道上定位以后，由于受到太阳、月球及其他天体的引力作用影响，会产生漂移运动而偏离原来的位置，若偏离达到一定程度，就要发动卫星上的小发动机进行修正。如图所示，实线为离地面36 000 km的同步轨道，B和C为两个已经偏离轨道但仍在赤道平面内运行的卫星，要使它们回到同步轨道上应(　　)A．开动B的小发动机向前喷气，使B适当减速B．开动B的小发动机向后喷气，使B适当加速C．开动C的小发动机向前喷气，使C适当减速D．开动C的小发动机向后喷气，使C适当加速
解析：当卫星速度突然变大时，由于万有引力不足以提供向心力，卫星将做离心运动而远离地球，最后以较小的速度在半径较大的轨道上做匀速圆周运动，反之当卫星速度突然变小时，由于万有引力大于向心力使卫星做近心运动而靠近地球，最后在半径较小的轨道上以较大速度做匀速圆周运动，因此题中两卫星轨道修正办法是使B减速，而使C加速，故A、D正确。
如图所示，a为近地卫星，轨道半径为r1；b为地球同步卫星，轨道半径为r2；c为赤道上随地球自转的物体，轨道半径为r3。
同步卫星、近地卫星和赤道上物体的比较
如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星(轨道半径约等于地球半径)，c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是(　　)A．b卫星转动线速度大于7.9 km/sB．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为aa＞ab>acC．a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为Tc＞Tb＞TaD．在b、c中，b的速度大
2．西昌卫星发射中心的火箭发射架上，有一待发射的卫星，它随地球自转的线速度为v1、加速度为a1；发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动，线速度为v2、加速度为a2；实施变轨后，使其在同步卫星轨道上做匀速圆周运动，运动的线速度为v3、加速度为a3。则v1、v2、v3的大小关系和a1、a2、a3的大小关系是(　　)A．v3>v2>v1；a3>a2>a1B．v2>v3>v1；a2>a3>a1C．v2>v3>v1；a2v2>v1；a2>a3>a1
待发射卫星和地球同步卫星的角速度相等，根据v＝ωr可知v3>v1。根据a＝ω2r，可知a3>a1。综合以上分析可知v2>v3>v1，a2>a3>a1。故选B。
1．定义：宇宙中有相距较近、质量相差不大的两个星球，在相互之间万有引力作用下它们将围绕其连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动，通常，我们把这样的两个星球称为“双星”。如图所示。
2．双星问题的特点：(1)两星围绕它们之间连线上的某一点做匀速圆周运动，两星的运行周期、角速度相同。(2)两星的向心力大小相等，由它们间的万有引力提供。(3)两星的轨道半径之和等于两星之间的距离，即r1＋r2＝L。
(多选)宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不会因为万有引力的作用而吸引到一起。如图所示，某双星系统中A、B两颗天体绕O点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比rA∶rB＝1∶2，则两颗天体的(　　)A．质量之比mA∶mB＝2∶1B．角速度之比ωA∶ωB＝1∶2C．线速度大小之比vA∶vB＝1∶2D．向心力大小之比FA∶FB＝2∶1
1．(2021·江苏南通市高一期末)如图所示，发射地球同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道Ⅰ，然后在P点变轨，进入椭圆形转移轨道Ⅱ，到达远地点Q时再次变轨，进入同步轨道Ⅲ。下列说法正确的是(　　)A．同步卫星可定位于北京正上方B．卫星在轨道Ⅰ上的运行速度大于7.9 km/sC．卫星在轨道Ⅱ上运行时，在P点的加速度小于在Q点的加速度D．卫星由轨道Ⅱ进入同步轨道Ⅲ，需在Q点加速
解析：同步卫星定位于赤道正上方，不可能定位于北京正上方，故A错误；所有圆轨道卫星的运行速度都不可能大于7.9 km/s，故B错误；P点是轨道Ⅱ的近地点，P点受到的万有引力大，据万有引力产生加速度可知，在轨道Ⅱ上P点的加速度大于Q点的加速度，故C错误；卫星由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ，是内轨向外轨变化，所以到达Q点时必须加速，从而进入轨道Ⅲ，故D正确。
2．(多选)如图，同步卫星与地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列比值正确的是(　　)
3．两个靠得很近的天体，离其他天体非常遥远，它们以其连线上某一点O为圆心各自做匀速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图所示。已知双星的质量分别为m1和m2，它们之间的距离为L，引力常量为G，求双星的运行轨道半径r1和r2及运行周期T。