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1、固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律【易错防范易错防范】(1)比例系数比例系数k是一个与行星有关的常量是一个与行星有关的常量.()(2)当中心天体不同时，当中心天体不同时，k值是不同的值是不同的.()(3)在太阳系中，不同行星运动轨道的半长轴都不相同，故其在太阳系中，不同行星运动轨道的半长轴都不相同，故其公转周期也不相等公转周期也不相等.()第第1页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律6.671011 Nm2/kg22.适用条件适用条件只适用于只适用于_的相互作用的相互作用.3.对万有引力定律的
2、说明对万有引力定律的说明(1)两质量分布均匀的球体间的相互作用，也可用本定律来计算，两质量分布均匀的球体间的相互作用，也可用本定律来计算，其中其中r为两球心间的距离为两球心间的距离.(2)一个质量分布均匀的球体和球外一个质点间的万有引力的计算一个质量分布均匀的球体和球外一个质点间的万有引力的计算也适用，其中也适用，其中r为质点到球心间的距离为质点到球心间的距离.质点间质点间第第2页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律【名师助学名师助学】万有引力与重力的关系万有引力与重力的关系 第第3页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专
3、题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律知识点三知识点三 行星或卫星运动参数的关系行星或卫星运动参数的关系减小减小减小减小增大增大增大增大第第4页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律【名师助学名师助学】地球同步卫星的六个地球同步卫星的六个“一定一定”第第5页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律知识点四知识点四 三种宇宙速度三种宇宙速度1.第一宇宙速度第一宇宙速度 7.9 km/s2.第二宇宙速度第二宇宙速度v2_，是在地面附近发射飞行器，使其克服地球引力永，是在地面附近发射飞行
4、器，使其克服地球引力永远离开地球所需的最小发射速度远离开地球所需的最小发射速度.11.2 km/s3.第三宇宙速度第三宇宙速度v3_，是在地面附近发射飞行器，能够挣脱太阳的束缚，是在地面附近发射飞行器，能够挣脱太阳的束缚飞到太阳系外的最小发射速度飞到太阳系外的最小发射速度.16.7 km/s第第6页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律【易错防范易错防范】(1)卫星在轨道上的运行速度，随卫星轨道半径的增大而减小卫星在轨道上的运行速度，随卫星轨道半径的增大而减小.()(2)卫星在较高轨道上运行时的机械能较小卫星在较高轨道上运行时的机械能较小
5、.()(3)发射速度随高度的增大而增大发射速度随高度的增大而增大.()第第7页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律要点一重力加速度的计算要点一重力加速度的计算突破指南突破指南 第第8页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律【典例典例1】假设地球是一半径为假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体、质量分布均匀的球体.一矿井深一矿井深度为度为d.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零.矿井底部矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为和地面处的
6、重力加速度大小之比为()第第9页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律答案答案A第第10页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律【借题发挥借题发挥】利用题中的信息利用题中的信息，可将矿可将矿井井中物体的引力中物体的引力模模型等效为型等效为地面地面物体的物体的引力引力模模型型，但但需需注意注意“d”既既影响影响“R”，也影响也影响“M”.第第11页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律要点二行星要点二行星(卫星卫星)的运行参数及规
7、律的运行参数及规律突破指南突破指南天体运动问题的两种典型模型天体运动问题的两种典型模型 第第12页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律第第13页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律【解题探究解题探究】(1)卫星变轨后动能减小卫星变轨后动能减小，轨道轨道半径半径如何变化？如何变化？(2)随着随着卫卫星轨道星轨道半径半径增大增大，卫卫星运星运行的快行的快慢慢如何变化？如何变化？提示提示(1)轨道半径增大轨道半径增大(2)卫星越高越慢卫星越高越慢 第第14页页/共共43页页固基础固基础
8、 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律答案答案C第第15页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律【借题发挥借题发挥】巧用巧用“天上天上”“”“人间人间”公式解决天体运动问题公式解决天体运动问题第第16页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律要点三天体质量或密度的估算问题要点三天体质量或密度的估算问题突破指南突破指南 第第17页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律【典例典例3】(2015四川成都外国语
9、学校月考四川成都外国语学校月考)天文学家新发现了太天文学家新发现了太阳系外的一颗行星阳系外的一颗行星.这颗行星的体积是地球的这颗行星的体积是地球的4.7倍，质量是地球倍，质量是地球的的25倍倍.已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力小时，引力常量常量G6.671011 Nm2/kg2，由，由 此估算该行星的平均密度约为此估算该行星的平均密度约为()103 kg/m3 103 kg/m34 kg/m34 kg/m3 第第18页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律答案答案D第第19页页/共共
10、43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律要点四同步卫星、近地卫星和赤道上物体的比较要点四同步卫星、近地卫星和赤道上物体的比较突破指南突破指南用用A代表同步卫星，代表同步卫星，B代表近地卫星，代表近地卫星，C代表赤道上的物体代表赤道上的物体.用用M代表代表地球质量，地球质量，R代表地球半径，代表地球半径，h代表同步卫星离地表的高度代表同步卫星离地表的高度.(1)向心力的来源不同向心力的来源不同同步卫星同步卫星A和近地卫星和近地卫星B都是卫星，绕地球运行的向心力由地球对都是卫星，绕地球运行的向心力由地球对它们的万有引力提供它们的万有引力提供.而赤道上的
11、物体而赤道上的物体C随地球自转的向心力由万有随地球自转的向心力由万有引力的一个分力提供引力的一个分力提供.所以卫星的动力学规律对赤道上的物体不适所以卫星的动力学规律对赤道上的物体不适用用.但因但因C和和A周期周期T相同，故可用圆周运动的基本规律分析相同，故可用圆周运动的基本规律分析.第第20页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律第第21页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律【典例典例4】a是地球赤道上一幢建筑，是地球赤道上一幢建筑，b是在赤道平面内做匀速圆是在赤道平面内做匀速圆周
12、运动、距地面周运动、距地面9.6106 m的卫星，的卫星，c是地球同步卫星，某一时刻是地球同步卫星，某一时刻b、c刚好位于刚好位于a的正上方的正上方(如图甲所示如图甲所示)，经，经48 h，a、b、c的大致位的大致位置是图乙中的置是图乙中的(取地球半径取地球半径R6.4106 m，地球表面重力加速度，地球表面重力加速度g10 m/s2，)()第第22页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律答案答案B第第23页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律要点五卫星的变轨问题要点五卫星的变轨问
13、题突破指南突破指南1.圆轨道上的稳定运行圆轨道上的稳定运行 2.变轨运行分析变轨运行分析当卫星由于某种原因速度突然改变时当卫星由于某种原因速度突然改变时(开启或关闭发动机或受阻开启或关闭发动机或受阻力作用力作用)，万有引力就不再等于向心力，卫星将做变轨运行，万有引力就不再等于向心力，卫星将做变轨运行.第第24页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律第第25页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律卫星的发射和回收都是利用以上原理通过多次变轨实现的，由于卫星的发射和回收都是利用以上原理通
14、过多次变轨实现的，由于变轨时卫星需要借助变轨时卫星需要借助“点火点火”实现加速或减速，变轨前后的机械实现加速或减速，变轨前后的机械能不守恒，有其他形式的能量参与转化能不守恒，有其他形式的能量参与转化.第第26页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律【典例典例5】(多选多选)航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在后，在A点从圆形轨道点从圆形轨道进入椭圆轨道进入椭圆轨道，B为轨道为轨道上的与地上的与地球相切的一点，如图所示球相切的一点，如图所示.关于航天飞机的运动，下列说法中正关于航天飞机的运动
15、，下列说法中正确的有确的有()第第27页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律A.在轨道在轨道上经过上经过A的速度小于经过的速度小于经过B的速度的速度B.在轨道在轨道上经过上经过A的动能小于在轨道的动能小于在轨道上经过上经过A的动能的动能C.在轨道在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期上运动的周期D.在轨道在轨道上经过上经过A的加速度小于在轨道的加速度小于在轨道上经过上经过A的加速度的加速度 第第28页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律答案答案ABC第第2
16、9页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律【借题发挥借题发挥】处理卫星变轨问题的思路和方法处理卫星变轨问题的思路和方法(1)要增大要增大卫卫星星的的轨道轨道半径半径，必须加速必须加速.(2)当当轨道轨道半径半径增大时增大时，卫卫星星的机的机械械能随之增大能随之增大.第第30页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律宇宙中的双星及多星问题宇宙中的双星及多星问题宇宙中，因天体间的相互作用而呈现出诸如双星、三星、四星宇宙中，因天体间的相互作用而呈现出诸如双星、三星、四星及多星系统组成的自然天
17、文现象，天体之间的相互作用遵循万及多星系统组成的自然天文现象，天体之间的相互作用遵循万有引力的规律，他们的运动规律也同样遵循开普勒行星运动的有引力的规律，他们的运动规律也同样遵循开普勒行星运动的三条基本规律三条基本规律.第第31页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律一、双星问题一、双星问题1.双星系统的特点双星系统的特点(1)两星都绕它们连线上的一点做匀速圆周运动，故两星的角速两星都绕它们连线上的一点做匀速圆周运动，故两星的角速度、周期相等度、周期相等.(2)两星之间的万有引力提供各自做匀速圆周运动的向心力，所两星之间的万有引力提供各自
18、做匀速圆周运动的向心力，所以它们的向心力大小相等以它们的向心力大小相等.(3)两星的轨道半径之和等于两星间的距离，即两星的轨道半径之和等于两星间的距离，即r1r2L.2.双星系统的三大规律双星系统的三大规律(1)双星系统的周期、角速度相同双星系统的周期、角速度相同.(2)轨道半径之比与质量成反比轨道半径之比与质量成反比.(3)双星系统的周期的平方与双星间距离的三次方之比只与双星双星系统的周期的平方与双星间距离的三次方之比只与双星的总质量有关，而与双星个体的质量无关的总质量有关，而与双星个体的质量无关.第第32页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探
19、规律探规律【典例典例1】双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用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能发生变化.若某双星系统中两星做圆周运动的周期为若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变倍，两星之间的距离变为原来的为原来的n倍，则此时圆周运动的周
20、期为倍，则此时圆周运动的周期为()第第33页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律答案答案B第第34页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律第第35页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律二、三星问题二、三星问题三星问题有两种情况：三星问题有两种情况：第一种情况三颗星处在同一直线上，两颗星围绕中央的星第一种情况三颗星处在同一直线上，两颗星围绕中央的星(静静止不动止不动)在同一半径为在同一半径为R的圆轨道上运行，周期相同；的圆轨道
21、上运行，周期相同；第二种情况三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿等边三第二种情况三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿等边三角形的外接圆轨道运行，三颗星运行周期相同角形的外接圆轨道运行，三颗星运行周期相同.第第36页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律【典例典例2】(2015广东实验中学月考广东实验中学月考)(多选多选)宇宙中有这样一种三星宇宙中有这样一种三星系统，系统由两个质量为系统，系统由两个质量为m的小星体和一个质量为的小星体和一个质量为M的大星体组成，的大星体组成，两个小星体围绕大星体在同一圆形轨道上运行，轨道半径为两个小星体
22、围绕大星体在同一圆形轨道上运行，轨道半径为r.关于关于该三星系统的说法中正确的是该三星系统的说法中正确的是()A.在稳定运行的情况下，大星体提供两小星体做圆周运动的向心力在稳定运行的情况下，大星体提供两小星体做圆周运动的向心力B.在稳定运行的情况下，大星体应在小星体轨道中心，两小星体在在稳定运行的情况下，大星体应在小星体轨道中心，两小星体在大星体相对的两侧大星体相对的两侧 第第37页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律答案答案BC第第38页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律三、
23、四星问题三、四星问题1.第一种情况：第一种情况：四颗星稳定地分布在边长为四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点的正方形的四个顶点上，均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动上，均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动.2.第二种情况：第二种情况：有三颗星位于边长为有三颗星位于边长为a的等边三角形的三个顶点上的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，而第四颗星刚好位于三并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，而第四颗星刚好位于三角形的中心不动角形的中心不动.第第39页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律【典例典例3】(2
24、015四川绵阳一诊四川绵阳一诊)(多选多选)宇宙中存在一些质量相等且宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用对它们的引力作用.设四星系统中每个星体的质量均为设四星系统中每个星体的质量均为m，半径均，半径均为为R，四颗星稳定分布在边长为，四颗星稳定分布在边长为a的正方形的四个顶点上的正方形的四个顶点上.已知引力已知引力常量为常量为G.关于四星系统，下列说法错误的是关于四星系统，下列说法错误的是(忽略星体自转忽略星体自转)()第第40页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律第第41页页/共共43页页固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律答案答案BD第第42页页/共共43页页感谢您的观看。感谢您的观看。第第43页页/共共43页页