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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 探规律探规律知识点一知识点一 开普勒运动定律开普勒运动定律1.开普勒第一定律开普勒第一定律所有的行星所有的行星围绕围绕太阳运太阳运动动的的轨轨道都是道都是_，太阳，太阳处处在在椭圆椭圆的的一个一个_上上.椭圆椭圆焦点焦点固基础固基础 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2.开普勒第二定律开普勒第二定律对对于每一个行星而言，太阳和行星的于每一个行星而言，太阳和行星的_在相等的在相等的时间时间内内扫扫过过相等的相等的_.连线连线面积面积半半长轴长轴公公转转周期周期固基础固基础 助识记助识记微专题微专题 大
2、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.()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.对万有引力定律的说明对万有引力定律的说明(1)两两质质量分布均匀的球体量分布均匀的
3、球体间间的相互作用，也可用本定律来的相互作用，也可用本定律来计计算，算，其中其中r为为两球心两球心间间的距离的距离.(2)一个一个质质量分布均匀的球体和球外一个量分布均匀的球体和球外一个质质点点间间的万有引力的的万有引力的计计算算也适用，其中也适用，其中r为质为质点到球心点到球心间间的距离的距离.质质点点间间固基础固基础 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 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
4、小减小减小增大增大增大增大固基础固基础 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”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v v2_，是在地面附近，是在地面附近发发射射飞飞行器，使其克服地球引力永行器，使其克服地球引力永远远离开地球所需的最小离开地球所需的最小发发射速度射速度.11.2 km/s3.第三宇宙速度第三宇宙速度v v3_，是在地面附近，是在地
5、面附近发发射射飞飞行器，能行器，能够挣够挣脱太阳的束脱太阳的束缚缚飞飞到太阳系外的最小到太阳系外的最小发发射速度射速度.16.7 km/s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.()(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.()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
6、力加速度的计算突破指南突破指南 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】假假设设地球是一半径地球是一半径为为R、质质量分布均匀的球体量分布均匀的球体.一一矿矿井深井深度度为为d.已知已知质质量分布均匀的球壳量分布均匀的球壳对对壳内物体的引力壳内物体的引力为为零零.矿矿井底部井底部和地面和地面处处的重力加速度大小之比的重力加速度大小之比为为()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
7、题中的信息，可将矿井中物体的引力模型等效为地面物体的可将矿井中物体的引力模型等效为地面物体的引力模型引力模型，但需注意但需注意“d”既影响既影响“R”，也影响也影响“M”.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 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
8、小，轨道半径如何变化？轨道半径如何变化？(2)随着卫星轨道半径增大随着卫星轨道半径增大，卫星运行的快慢如何变化？卫星运行的快慢如何变化？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 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C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
9、算问题突破指南突破指南 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】(2015四川成都外国语学校月考四川成都外国语学校月考)天文学家新天文学家新发现发现了太了太阳系外的一阳系外的一颗颗行星行星.这颗这颗行星的体行星的体积积是地球的是地球的4.7倍，倍，质质量是地球量是地球的的25倍倍.已知某一近地已知某一近地卫卫星星绕绕地球运地球运动动的周期的周期约为约为1.4小小时时，引力，引力常量常量G6.671011 Nm2/kg2，由，由 此估算此估算该该行星的平均密度行星的平均密度约为约为()103 kg/m3 103 kg/m3C.1.1104 kg
10、/m3 D.2.9104 kg/m3 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代表同步代表同步卫卫星，星，B代表近地代表近地卫卫星，星，C代表赤道上的物体代表赤道上的物体.用用M代表代表地球地球质质量，量，R代表地球半径，代表地球半径，h代表同步代表同步卫卫星离地表的高度星离地表的高度.(1)向心力的来源不同向心力的来源不同同步同步卫卫星星A和近地和近地卫卫星星B都
11、是都是卫卫星，星，绕绕地球运行的向心力由地球地球运行的向心力由地球对对它它们们的万有引力提供的万有引力提供.而赤道上的物体而赤道上的物体C随地球自随地球自转转的向心力由万有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.所以所以卫卫星的星的动动力学力学规规律律对对赤道上的物体不适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，故可用相同，故可用圆圆周运周运动动的基本的基本规规律分析律分析.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
12、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的大致位置的大致位置是图乙中的是图乙中的(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，)()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
13、五卫星的变轨问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当卫卫星由于某种原因速度突然改星由于某种原因速度突然改变时变时(开启或关开启或关闭发动闭发动机或受阻机或受阻力作用力作用)，万有引力就不再等于向心力，万有引力就不再等于向心力，卫卫星将做星将做变轨变轨运行运行.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 探规律探规律卫卫星的星的发发射和回收都是利用以上原理通射和回收都是利用以上原理通过过多次多次变轨实现变轨实现的，由于的，由于变轨时卫变轨时卫星
14、需要借助星需要借助“点火点火”实现实现加速或减速，加速或减速，变轨变轨前后的机械能前后的机械能不守恒，有其他形式的能量参与不守恒，有其他形式的能量参与转转化化.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)航天航天飞飞机在完成机在完成对对哈勃空哈勃空间间望望远镜远镜的的维维修任修任务务后，在后，在A点从点从圆圆形形轨轨道道进进入入椭圆轨椭圆轨道道，B为轨为轨道道上的与地上的与地球相切的一点，如球相切的一点，如图图所示所示.关于航天关于航天飞飞机的运机的运动动，下列，下列说说法中正法中正确的有确的有()固基础固基础 助识记助识记微专题微专
15、题 大思路大思路突要点突要点 探规律探规律A.在在轨轨道道上上经过经过A的速度小于的速度小于经过经过B的速度的速度B.在在轨轨道道上上经过经过A的的动动能小于在能小于在轨轨道道上上经过经过A的的动动能能C.在在轨轨道道上运上运动动的周期小于在的周期小于在轨轨道道上运上运动动的周期的周期D.在在轨轨道道上上经过经过A的加速度小于在的加速度小于在轨轨道道上上经过经过A的加速度的加速度 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
16、法处理卫星变轨问题的思路和方法(1)要增大卫星的轨道半径要增大卫星的轨道半径，必须加速必须加速.(2)当轨道半径增大时当轨道半径增大时，卫星的机械能随之增大卫星的机械能随之增大.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
17、同样遵循开普勒行星运动的三条基本规律三条基本规律.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)两星都两星都绕绕它它们连线们连线上的一点做匀速上的一点做匀速圆圆周运周运动动，故两星的角速，故两星的角速度、周期相等度、周期相等.(2)两星之两星之间间的万有引力提供各自做匀速的万有引力提供各自做匀速圆圆周运周运动动的向心力，所的向心力，所以它以它们们的向心力大小相等的向心力大小相等.(3)两星的两星的轨轨道半径之和等于两星道半径之和等于两星间间的距离，即的距离，即r1r2L.2.双星系统的三大规律双星系统
18、的三大规律(1)双星系双星系统统的周期、角速度相同的周期、角速度相同.(2)轨轨道半径之比与道半径之比与质质量成反比量成反比.(3)双星系双星系统统的周期的平方与双星的周期的平方与双星间间距离的三次方之比只与双星距离的三次方之比只与双星的的总质总质量有关，而与双星个体的量有关，而与双星个体的质质量无关量无关.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】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.
19、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期为倍，则此时圆周运动的周期为()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 探规律探规律固基础固基础 助识记助
20、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.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】
21、(2015广东实验中学月考广东实验中学月考)(多选多选)宇宙中有宇宙中有这样这样一种三星一种三星系系统统，系，系统统由两个由两个质质量量为为m的小星体和一个的小星体和一个质质量量为为M的大星体的大星体组组成，成，两个小星体两个小星体围绕围绕大星体在同一大星体在同一圆圆形形轨轨道上运行，道上运行，轨轨道半径道半径为为r.关于关于该该三星系三星系统统的的说说法中正确的是法中正确的是()A.在在稳稳定运行的情况下，大星体提供两小星体做定运行的情况下，大星体提供两小星体做圆圆周运周运动动的向心力的向心力B.在在稳稳定运行的情况下，大星体定运行的情况下，大星体应应在小星体在小星体轨轨道中心，两小星体在道
22、中心，两小星体在大星体相大星体相对对的两的两侧侧 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、四星问题三、四星问题1.第一种情况：第一种情况：四四颗颗星星稳稳定地分布在定地分布在边长为边长为a的正方形的四个的正方形的四个顶顶点点上，均上，均围绕围绕正方形正方形对对角角线线的交点做匀速的交点做匀速圆圆周运周运动动.2.第二种情况：第二种情况：有三有三颗颗星位于星位于边长为边长为a的等的等边边三角形的三个三角形的三个顶顶点上点上,并沿外接于等并沿外接于等边边三角形的三角形
23、的圆圆形形轨轨道运行，而第四道运行，而第四颗颗星星刚刚好位于三好位于三角形的中心不角形的中心不动动.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】(2015四川绵阳一诊四川绵阳一诊)(多选多选)宇宙中存在一些宇宙中存在一些质质量相等且量相等且离其他恒星离其他恒星较远较远的四的四颗颗星星组组成的四星系成的四星系统统，通常可忽略其他星体，通常可忽略其他星体对对它它们们的引力作用的引力作用.设设四星系四星系统统中每个星体的中每个星体的质质量均量均为为m，半径均，半径均为为R，四，四颗颗星星稳稳定分布在定分布在边长为边长为a的正方形的四个的正方形的四个顶顶点上点上.已知引力已知引力常量常量为为G.关于四星系关于四星系统统，下列，下列说说法法错误错误的是的是(忽略星体自忽略星体自转转)()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