高中物理31《天體運(yùn)動》學(xué)案教科版

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1、精品教案 天體運(yùn)動 ［教學(xué)目標(biāo)定位］1.掌握解決天體運(yùn)動問題的思路和方法.2.理解赤道物體、同步衛(wèi)星和近地衛(wèi)星 的區(qū)別.3.會分析衛(wèi)星（或飛船）的變軌問題.4.掌握雙星的運(yùn)動特點(diǎn)及其問題的分析方法. 學(xué)生的學(xué): 1 .天體運(yùn)動的動力學(xué)方程 v=,3=,T=,a= 2 .物體在天體表面時受到的引力等于物體的重力；有方程： 例1.地球半徑為Ro,地面重力加速度為g,若衛(wèi)星在距地面Ro處做勻速圓周運(yùn)動，則（） 可編輯 圖1 3 .赤道物體、同步衛(wèi)星和近地衛(wèi)星轉(zhuǎn)動量的比較 例2.如圖1所示，地球赤道上的山丘e、近地資源衛(wèi)星p和

2、同步衛(wèi)星q均在赤道平面上繞地 心做勻速圓周運(yùn)動.設(shè)e、p、q的圓周運(yùn)動速率分別為V1、V2、V3,向心加速度分別為a1、a2、 a3,則（） A.V1>V2>V3B.V1VV2VV3 C.a1>a2>a3D.a〔va3va2 4.人造衛(wèi)星的變軌問題 物體做向心運(yùn)動的條件：；物體做離心運(yùn)動的條件： 例32013年5月2日凌晨0時06分，我國“中星11號”通信衛(wèi)星發(fā)射成功.“中星11號” 是一顆地球同步衛(wèi)星，它主要用于為亞太地區(qū)等區(qū)域用戶提供商業(yè)通信服務(wù).圖2為發(fā)射過程的 示意圖，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再一次點(diǎn) 火，將衛(wèi)星送入同步圓

3、軌道3.軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，則當(dāng)衛(wèi)星分別 在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時，以下說法正確的是（） A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率 圖2 B.衛(wèi)星在軌道3上的角速度大于在軌道1上的角速度 C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時的速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時的速度 D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時的速度小于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時的速度 4.雙星問題 1 .雙星：是 2 .雙星問題的特點(diǎn)： 例4.宇宙中兩個相距較近的天體稱為“雙星”，它們以兩者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周 運(yùn)動，但兩者不會因萬有引力的作用而吸引到一起.設(shè)兩者的質(zhì)量分別為m1和m2,兩者相

4、距為 L.求： ⑴雙星的軌道半徑之比； （2）雙星的線速度之比； ⑶雙星的角速度. 學(xué)生的練： 1.關(guān)于近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星、赤道上的物體，以下說法正確的是（） A.都是萬有引力等于向心力 B.赤道上的物體和同步衛(wèi)星的周期、線速度、角速度都相等 C.赤道上的物體和近地衛(wèi)星的軌道半徑相同但線速度、周期不同 D.同步衛(wèi)星的周期大于近地衛(wèi)星的周期 2 .設(shè)地球半徑為R,a為靜止在地球赤道上的一個物體，b為一顆近地繞地球做勻速圓周運(yùn)動 A.a與c的線速度大小之比為 B.a與c的線速度大小之比為 C.b與c的周期之比為 D.b與c的周期之比為 的人造衛(wèi)星，c為地球的一顆同

5、步衛(wèi)星，其軌道半徑為r.下列說法中正確的是（） A.軌道半徑變/] B.向心加速度變小 3 .探測器繞月球做勻速圓周運(yùn)動，變軌后在周期較小的軌道上仍做勻速圓周運(yùn)動，則變軌后與 變軌前相比（） C.線速度變小 D.角速度變小 4 .如圖2所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)行的3顆人造衛(wèi)星，地球 下列說法正確的是（） A.b、c的線速度大小相等，且大于a的線速度 B.a加速可能會追上b C.c加速可追上同一軌道上的b,b減速可等到同一軌道上的c D.a衛(wèi)星由于某種原因，軌道半徑緩慢減小，仍做勻速圓周運(yùn)動，則其線速度將變大 5 .如圖3

6、所示是“嫦娥三號”環(huán)月變軌的示意圖.在I圓軌道運(yùn)行的“嫦娥三號”通過變軌后繞 n圓軌道運(yùn)行，則下列說法中正確的是（）.. A. “嫦娥三號”在I軌道的線速度大于在n軌道的線速度I/T0頊 B. “嫦娥三號”在I軌道的角速度大于在n軌道的角速度~ C. “嫦娥三號”在I軌道的運(yùn)行周期大于在n軌道的運(yùn)行周期圖3 D. “嫦娥三號”由I軌道通過加速才能變軌到n軌道 6 .天文學(xué)家如果觀察到一個星球獨(dú)自做圓周運(yùn)動，那么就會想到在這個星球附近存在著一個看 不見的星體一一黑洞.若星球與黑洞由萬有引力的作用組成雙星，以兩者連線上某點(diǎn)為圓心做勻 速圓周運(yùn)動，那么（） A.它們做圓周運(yùn)動的角

7、速度與其質(zhì)量成反比 B.它們做圓周運(yùn)動的周期與其質(zhì)量成反比 C.它們做圓周運(yùn)動的半徑與其質(zhì)量成反比 D.它們所需的向心力與其質(zhì)量成反比 7 .某雙星由質(zhì)量不等的星體Si和S2構(gòu)成，兩星在相互之間的萬有引力作用下繞兩者連線上某一 定點(diǎn)C做勻速圓周運(yùn)動.由天文觀察測得其運(yùn)動周期為T,Si到C點(diǎn)的距離為ri,Si和S2的距 離為r,已知引力常量為G,由此可求出S2的質(zhì)量為（） 4712r2（r—ri）4712r1 A，GT2B.GT2 4dr34Tt2r2ri C.GT2D.GT2 8.美國宇航局20ii年i2月5日宣布，他們發(fā)現(xiàn)了太陽系外第一顆類似地球的、能適合居住的 行星

8、一一“開普勒一22b”，它每290天環(huán)繞著一顆類似于太陽的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)一周.若引力常量已 知，要想求出該行星的軌道半徑，除了上述信息只須知道（） A.該行星表面的重力加速度 B.該行星的密度 C.該行星的線速度 D.被該行星環(huán)繞的恒星的質(zhì)量 課時檢測： 1 .（天體運(yùn)動的分析）火星有兩顆衛(wèi)星，分別是火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，它們的軌道近似為圓.已知火衛(wèi)一 的周期為7小時39分，火衛(wèi)二的周期為30小時i8分，則兩顆衛(wèi)星相比（） A.火衛(wèi)一距火星表面較近 B.火衛(wèi)二的角速度較大 C.火衛(wèi)一的運(yùn)動速度較大 D.火衛(wèi)二的向心加速度較大 2 .（赤道物體、同步衛(wèi)星和近地衛(wèi)星的區(qū)別）地球同步

9、衛(wèi)星離地心的距離為r,運(yùn)行速度為vi,加 速度為ai,地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a2,第一宇宙速度為V2,地球半徑為R, ai r A「=二 a2 R ai R IF vi r C—=二 V2 R vi D.一 V2 則以下正確的是（） 3 .（人造衛(wèi)星的變軌問題）20i3年i2月2日，肩負(fù)著“落月”和“勘察”重任的“嫦娥三號” 沿地月轉(zhuǎn)移軌道直奔月千在距月球表面i00km的P點(diǎn)進(jìn)行第一次制動后被月球捕獲，進(jìn)入 橢圓軌道I繞月飛行，之后，衛(wèi)星在P點(diǎn)又經(jīng)過第二次“剎車制動”，進(jìn)入距月球表面i00km 的圓形工作軌道n,繞月球做勻速圓周運(yùn)動，在經(jīng)過P點(diǎn)時

10、會再一次“剎車制動”進(jìn)入近月點(diǎn) 距月球表面i5公里的橢圓軌道出，然后擇機(jī)在近月點(diǎn)下降進(jìn)行軟著陸，如圖3所示，則下列說 法正確的是（） A. “嫦娥三號”在軌道I上運(yùn)動的周期最長/V繆”; B. “嫦娥三號”在軌道山上運(yùn)動的周期最長 C. “嫦娥三號”經(jīng)過P點(diǎn)時在軌道n上運(yùn)動的線速度最大,. D. “嫦娥三號”經(jīng)過P點(diǎn)時，在三個軌道上的加速度相等 4.（雙星問題）如圖4所示，兩顆星球組成的雙星，在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的O 點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動.現(xiàn)測得兩顆星之間的距離為L,質(zhì)量之比為mi:m2=3：2,下 列說法中正確的是（） A.mi、m2做圓周運(yùn)動的線速度之比為3：2 B.mi、m2做圓周運(yùn)動的角速度之比為3：2 C.mi做圓周運(yùn)動的半徑為一L 5 D.m2做圓周運(yùn)動的半徑為 檢測點(diǎn)評: