发布时间 : 星期二 文章2020版创新设计教科版高考总复习高中物理配套课件必修2第四章专题突破天体运动中的“三大难点”更新完毕开始阅读b8728dfe4531b90d6c85ec3a87c24028905f8506
图6
A.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后飞船加速追上空间实验室实现对接
B.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后空间实验室减速等待飞船实现对接
C.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速,加速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接
D.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速,减速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接
解析 若使飞船与空间站在同一轨道上运行,然后飞船加速,所需向心力变大,则飞船将脱离原轨道而进入更高的轨道,不能实现对接,选项A错误；若使飞船与空间站在同一轨道上运行,然后空间站减速,所需向心力变小,则空间站将脱离原轨道而进入更低的轨道,不能实现对接,选项B错误；要想实现对接,可使飞船在比空间实验室半径较小的轨道上加速,然后飞船将进入较高的空间实验室轨道,逐渐靠近空间实验室后,两者速度接近时实现对接,选项C正确；若飞船在比空间实验室半径较小的轨道上减速,则飞船将进入更低的轨道,不能实现对接,选项D错误。 答案 C
考向 变轨前、后各物理量的比较 1.航天器变轨问题的三点注意事项
(1)航天器变轨时半径的变化,根据万有引力和所需向心力的大小关系判断；稳定在新圆轨道上的运行速度由v＝
GMr判断。
(2)航天器在不同轨道上运行时机械能不同,轨道半径越大,机械能越大。
(3)航天器经过不同轨道的相交点时,加速度相等,外轨道的速度大于内轨道的速度。
2.卫星变轨的实质 两类变轨 变轨起因 受力分析 离心运动 卫星速度突然增大 Mmv2Gr2
图7
A.卫星在轨道1和轨道2上运动时的机械能相等
B.卫星在轨道1上运行经过P点的速度大于经过Q点的速度 C.卫星在轨道2上时处于超重状态
D.卫星在轨道1上运行经过P点的加速度等于在轨道2上运行经过P点的加速度 解析 卫星在两轨道上运动的机械能不相等,A项错误；在轨道上运行经过P点的速度应小于近地点Q的速度,万有引力做正功使动能增加,B项错误；卫星在轨道MmGM上应处于失重状态,C项错误；由万有引力提供向心力可知：Gr2＝ma,a＝r2,在同一点P加速度相等,D项正确。 答案 D
1.2017年6月19日,长征三号乙遥二十八火箭发射中星9A卫星过程中运载火箭出现异常,未能将卫星送入预定轨道。中国航天科技集团公司在西安卫星测控中心的密切配合下,通过准确实施10次轨道调整,卫星于2017年7月5日成功定点于东经101.4°赤道上空的预定轨道。如图8是卫星变轨前后的两个轨道,对于此次变轨前
后卫星的运动,下列说法正确的是( )
图8
A.从近地点到远地点,卫星受到的万有引力变大 B.变轨后,卫星的运行周期变小
C.在近地点,卫星要点火加速才能到达更高轨道 D.变轨后,卫星可能处于地球同步卫星轨道
解析 从近地点到远地点,卫星受到的万有引力减小,选项A错误；变轨后,卫星的运行周期变大,选项B错误；在近地点,卫星要点火加速才能到达更高轨道,选项C正确；变轨后,卫星处于椭圆轨道,不可能处于地球同步卫星轨道,选项D错误。 答案 C
2.(多选)(2019·眉山市诊断性检测)荷兰某研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划。登陆火星需经历如图9所示的变轨过程,已知引力常量为G,则下列说法正确的是( )
图9
A.飞船在轨道上运动时,运行的周期TⅢ＞TⅡ＞TⅠ B.飞船在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能
C.飞船在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ,需要在P点朝速度方向喷气
D.若轨道Ⅰ贴近火星表面,已知飞船在轨道Ⅰ上运动的角速度,可以推知火星的密度
解析 根据开普勒第三定律可和,飞船在轨道上运动时,运行的周期TⅢ＞TⅡ＞TⅠ,选项A正确；飞船在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ,需要在P点朝速度方向喷气,从而使飞船减速到达轨道Ⅰ,则飞船在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅱ上的机械能,Mm433ω22
选项B错误,C正确；根据GR2＝mωR以及M＝3πRρ,解得ρ＝4πG,已知飞船在
轨道Ⅰ上运动的角速度,可以推知火星的密度,选项D正确。 答案 ACD
突破三 卫星的追及与相遇问题
1.相距最近
两卫星的运转方向相同,且位于和中心连线的半径上同侧时,两卫星相距最近,从运动关系上,两卫星运动关系应满足(ωA－ωB)t＝2nπ(n＝1,2,3,…)。 2.相距最远
当两卫星位于和中心连线的半径上两侧时,两卫星相距最远,从运动关系上,两卫星运动关系应满足(ωA－ωB)t′＝(2n－1)π(n＝1,2,3…)。
【例4】 (多选)如图10,三个质点a、b、c的质量分别为m1、m2、M(M远大于m1及m2),在c的万有引力作用下,a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动,已知轨道半径之比为ra∶rb＝1∶4,则下列说法正确的有( )
图10
A.a、b运动的周期之比为Ta∶Tb＝1∶8 B.a、b运动的周期之比为Ta∶Tb＝1∶4
C.从图示位置开始,在b转动一周的过程中,a、b、c共线12次 D.从图示位置开始,在b转动一周的过程中,a、b、c共线14次 r3Ta解析 根据开普勒第三定律T2＝k得T＝b
3ra3＝rb
11
43＝8,则周期之比为1∶8,选项
π
A正确,B错误；设图示位置a、b的夹角为θ<2,b转动一周(圆心角为2π)的时间为2π2π
t＝Tb,则a、b相距最远时：TTb－TTb＝(π－θ)＋n·2π(n＝0,1,2,3,…),可知n<6.75,n
a
b
2π2π
可取7个值；a、b相距最近时：TTb－TTb＝(2π－θ)＋m·2π(m＝0,1,2,3,…),可知
a
b
m<6.25,m可取7个值,故在b转动一周的过程中,a、b、c共线14次,选项D正确。