2020高中物理第六章万有引力与航天核心素养微课3课件 人教版必修2 23页

第六章 万有引力与航天 核心素养微课 ( 三 ) 课题一　双星模型 宇宙中两颗靠得很近的天体构成一个 “ 双星系统 ” ，两颗天体以它们连线上的一点为圆心，做匀速圆周运动，两天体与圆心始终在同一条直线上。 (1) 运动特点：两颗子星绕着连线上的一点做圆周运动，所以它们的周期 T 是相等的，角速度 ω 也是相等的，又根据 v ＝ ωr ，可得它们的线速度与轨道半径成正比。 　　　 　 ( 多选 ) 经长期观测，人们在宇宙中已经发现了 “ 双星系统 ” ， “ 双星系统 ” 由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的 O 点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为 L ，质量之比为 m 1 ∶ m 2 ＝ 3∶2 。则可知 ( 　 　 ) 典例 1 CD 　 解题指导： 双星间的引力提供向心力，双星角速度相等，半径之和等于两星之间的距离。 BC 　 A ．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期不变 B ．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期逐渐变小 C ．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们各自做圆周运动的半径逐渐减小，但半径的比值保持不变 D ．若测出脉冲双星相互公转的周期，就可以求出双星的总质量 课题二　卫星的变轨问题 人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，如图所示。 (1) 为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道 Ⅰ 上。 (2) 在 A 点点火加速，速度变大，进入椭圆轨道 Ⅱ 。 (3) 在 B 点 ( 远地点 ) 再次点火加速进入圆轨道 Ⅲ 。 　　　 　 ( 多选 ) 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道 1 ，然后经点火，使其沿椭圆轨道 2 运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道 3 。轨道 1 、 2 相切于 Q 点，轨道 2 、 3 相切于 P 点，如图所示，则当卫星分别在 1 、 2 、 3 轨道上正常运行时，以下说法正确的是 ( 　 　 ) 典例 2 BD 　 A ．卫星在轨道 3 上的速率大于在轨道 1 上的速率 B ．卫星在轨道 3 上的角速度小于在轨道 1 上的角速度 C ．卫星在轨道 1 上经过 Q 点时的加速度大于它在轨道 2 上经过 Q 点时的加速度 D ．卫星在轨道 2 上经过 P 点时的加速度等于它在轨道 3 上经过 P 点时的加速度 B 　 A ．沿轨道 Ⅰ 运动至 B 点时，需向前喷气减速才能进入轨道 Ⅱ B ．沿轨道 Ⅰ 运行的周期小于沿轨道 Ⅱ 运行的周期 C ．在轨道 Ⅰ 上由 A 点运行到 B 点的过程，速度逐渐增大 D ．地球要逃离太阳的束缚其逃逸速度至少为 16.7 km/s 解析： 轨道 Ⅰ 运动至 B 点时，需向后喷气加速才能进入轨道 Ⅱ ， A 错误；根据开普勒第三定律得轨道半长轴越大，周期越长，所以轨道 Ⅱ 上运行周期长， B 正确；在轨道 Ⅰ 上由 A 点运行到 B 点的过程，引力做负功，速度逐渐减小， C 错误； 16.7 km/s 是在地球表面发射卫星的第三宇宙速度，不是地球逃离太阳束缚的逃逸速度， D 错误。 1 ． (2019 · 贵州省遵义市高一下学期三校联考 ) 月球与地球质量之比约为 1∶80 ，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕地月连线上某点 O 做匀速圆周运动。据此观点，可知月球与地球绕 O 点运动线速度大小之比约为 ( 　　 ) A ． 1 ∶6 400 　　　　　 B ． 1∶80 C ． 80∶1 D ． 6 400∶1 C 　 2 ． (2019 · 山东省昌乐二中高一下学期期中 )2018 年 12 月 8 日， “ 嫦娥四号 ” 发动机成功点火，开始实施变轨控制，由距月面平均高度 100 km 的环月轨道成功进入近月点高度 15 km 、远月点高度 100 km 的椭圆轨道。关于 “ 嫦娥四号 ” ，下列说法正确的是 ( 　 　 ) AB 　 A ． “ 嫦娥四号 ” 的发射速度大于 7.9 km/s B ． “ 嫦娥四号 ” 在环月轨道上的运行周期大于在椭圆轨道上的运行周期 C ． “ 嫦娥四号 ” 变轨前沿圆轨道运动的加速度大于变轨后通过椭圆轨道远月点时的加速度 D ． “ 嫦娥四号 ” 变轨前需要先点火加速 解析： 7.9 km/s 是人造卫星的最小发射速度，要想往月球发射人造卫星，发射速度必须大于 7.9 km/s ， A 对； “ 嫦娥四号 ” 距月面越近运行周期越小， B 对；飞船变轨前沿圆轨道运动时只有万有引力产生加速度，变轨后通过椭圆轨道远月点时也是只有万有引力产生加速度，所以两种情况下的加速度相等， C 错； “ 嫦娥四号 ” 变轨前需要先点火减速，才能做近心运动， D 错。 3 ． (2018 · 全国卷 Ⅰ ， 20)( 多选 )2017 年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约 100 s 时，它们相距约 400 km ，绕二者连线上的某点每秒转动 12 圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星 ( 　 　 ) A ．质量之积 B ．质量之和 C ．速率之和 D ．各自的自转角速度 BC