2024版高考物理二轮复习专题1力与运动第5讲万有引力与天体运动课件

这是一份2024版高考物理二轮复习专题1力与运动第5讲万有引力与天体运动课件，共42页。PPT课件主要包含了核心知识·固双基，命题热点·巧突破，核心知识•固双基，命题热点•巧突破，审题指导等内容，欢迎下载使用。

必备知识”解读卫星的发射、运行
1.处理变轨问题的两类观点力学观点：从半径小的轨道Ⅰ变轨到半径大的轨道Ⅱ，卫星需要向运动的反方向喷气，加速离心；从半径大的轨道Ⅱ变轨到半径小的轨道Ⅰ，卫星需要向运动的方向喷气，减速近心。能量观点：在半径小的轨道Ⅰ上运行时的机械能比在半径大的轨道Ⅱ上运行时的机械能小．在同一轨道上运动卫星的机械能守恒，若动能增加则引力势能减小。
(2)两颗星的周期及角速度都相同，即T1＝T2，ω1＝ω2。(3)两颗星的运行半径与它们之间的距离关系为r1＋r2＝L。
〔对点训练〕1. (2023·四川统考二模)中国空间站天和核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知其轨道距地面的高度为h，运行周期为T，地球半径为R，引力常量为G，由此可得到地球的平均密度为( )
题型1　天体质量和密度的计算
2. (2023·安徽统考二模)2022年11月3日，随着空间站梦天实验舱顺利完成转位，中国空间站天和核心舱、问天实验舱与其相拥，标志着中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成。已知空间站绕地球做匀速圆周运动周期为T，空间站中某宇航员质量为m，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响。下列说法中正确的是( )
(2023·浙江温州模拟)国产科幻大片《流浪地球2》中提出太空电梯设想，其原理如图所示。假设有一太空电梯轨道连接地球赤道上的固定基地与同步空间站A，空间站A相对地球静止，某时刻电梯停靠在轨道某位置，卫星B与同步空间站A的运行方向相同，此时二者距离最近，经过时间t后，A、B第一次相距最远。已知地球自转周期为T，则下列说法正确的是( )
题型2　天体运行参量的比较
A．太空电梯内的乘客处于完全失重状态B．电梯轨道对电梯的作用力方向指向地心C．电梯轨道外部一物体脱落后将做匀速圆周运动
〔对点训练〕1. (多选)(2023·吉林统考二模)为更好地探测月球，发射一颗观测月球的地球卫星，月球B分别与卫星A和地球球心O的连线之间的最大夹角为θ，如图所示。设卫星、月球绕地球均做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
2. (2023·山东临沂二模)我国首颗超百Gbps容量的高通量地球静止轨道通信卫星中星26号于北京时间2023年2月23日在西昌卫星发射中心成功发射，该卫星将与中星16号、中星19号共同为用户提供高速的专网通信和卫星互联网接入等服务。中星26与某一椭圆轨道侦察卫星的运动轨迹以及某时刻所处位置、运行方向如图所示，两卫星的运行周期相同，两个轨道相交于A、B两点，CD连线过地心，E、D分别为侦察卫星的近地点和远地点。下列说法正确的是( )
A．E、D两点间距离为中星26号卫星轨道半径的2倍B．侦察卫星从D点到A点过程中机械能逐渐增大C．相等时间内中星26与地球的连线扫过的面积等于侦察卫星与地球的连线扫过的面积D．中星26在C点线速度v1等于侦察卫星在D点线速度v2
〔考法解密〕(2022·浙江1月高考，3分)“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号( )
题型3　卫星发射、运动和变轨问题
A．发射速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间B．从P点转移到Q点的时间小于6个月C．在环绕火星的停泊轨道上运行的周期比在调相轨道上小D．在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度
【解析】因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，即发射速度介于11.2 km/s与16.7 km/s之间，故A错误；因P点转移到Q点的转移轨道的半长轴大于地球公转轨道半径，则其周期大于地球公转周期(1年共12个月)，则从P点转移到Q点的时间为轨道周期的一半时间应大于6个月，故B错误；因在环绕火星的停泊轨道的半长轴小于调相轨道的半长轴，则由开普勒第三定律可知在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，故C正确；卫星从P点变轨时，要加速，此后做离心运动速度减小，则在地火转移轨道运动时的速度P点速度大于地球绕太阳的速度，故D错误；故选C。
〔易错提醒〕(1)不理解三个宇宙速度的含义，或记不住三个宇宙速度的数值；(2)不会用开普勒第三定律比较不同轨道周期的大小；(3)不会分析飞行器变轨过程中速度大小的变化。
〔对点训练〕1. (2023·山西统考二模)北京时间2022年11月30日，“神舟十五号”载人飞船与“天和”核心舱成功对接，6名宇航员“胜利会师”。如图所示，对接前，飞船沿圆轨道Ⅰ运行，核心舱在距地面约400 km高度的轨道Ⅱ运行。飞船从Ⅰ加速到达Ⅱ轨道与核心舱完成对接，对接后共同沿轨道Ⅱ运行。下面说法正确的是( )
A．对接前，飞船与地心的连线和核心舱与地心的连线在相同时间内扫过的面积相同B．对接后航天员处于完全失重状态C．对接后飞船的运行速度等于7.9 km/sD．飞船对接前机械能大于对接后机械能
2. (2023·河南统考二模)北京时间2022年9月13日21时18分，我国在文昌航天发射场使用长征七号运载火箭，成功将“中星1E”卫星发射升空。卫星最终顺利进入地球同步轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星发射过程可以简化为如图过程：Ⅰ是运行周期为T1的近地圆轨道(轨道半径可视为等于地球半径)，Ⅲ为距地面高度为h的同步圆轨道，Ⅱ为与轨道Ⅰ、Ⅲ相切的椭圆转移轨道，切点分别为A、B。已知地球半径为R，地球自转周期为T0，第一宇宙速度大小为v0，则下列说法中正确的是( )
3. (2023·湖南平江质检)中国预计将在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。如图所示是“嫦娥一号奔月”的示意图，“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”下列说法正确的是( )
A．发射时的速度必须达到第三宇宙速度B．在绕地轨道中，公转半长轴的立方与公转周期的平方之比不变C．在轨道Ⅰ上运动时的速度小于轨道Ⅱ上任意位置的速度D．在不同的绕月轨道上，相同时间内卫星与月心连线扫过的面积相同