专题强化14　卫星的变轨和双星问题（课件 学案 练习，3份打包）鲁科版（2019）必修 第二册

专题强化14　卫星的变轨和双星问题 [学习目标]　1.理解卫星变轨的原理，会分析卫星变轨前后物理量的变化(重难点)。2.知道航天器的对接问题的处理方法。3.掌握双星运动的特点，会分析双星的相关问题(重难点)。 一、卫星的变轨和对接 1.变轨过程 (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，如图所示。 (2)在A点(近地点)点火　　　　(选填“加”或“减”)速，由于速度变　　　　，万有引力不足以提供卫星在轨道Ⅰ上做圆周运动所需的向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ。 (3)在B点(远地点)再次点火　　　　(选填“加”或“减”)速进入圆轨道Ⅲ。 2.变轨过程各物理量分析 (1)两个不同轨道的“切点”处线速度 图中vⅢ　　　　vⅡB，vⅡA　　　　vⅠ(选填“>”“<”或“=”)。 (2)同一个椭圆轨道上近地点和远地点线速度 从远地点到近地点线速度逐渐　　　　。 (3)两个不同轨道上的线速度 轨道半径越大，v越　　　，图中vⅠ　　　vⅢ(选填“>”“<”或“=”)。 (4)不同轨道上运行周期T 根据开普勒第三定律=k知，内侧轨道的周期　　　　外侧轨道的周期，图中三个轨道周期关系：　　　　　　　　。 (5)两个不同轨道的“切点”处加速度 根据=ma得，同一点的加速度相同，图中aⅢ　　　　aⅡB，aⅡA　　　　aⅠ(选填“>”“<”或“=”)。 1.如图所示，若两个航天器在同一轨道上运动，后面的航天器加速会追上前面的航天器吗？ 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 2.怎样才能使后面的航天器追上前面的航天器？ 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 例1　(多选)(2023·莆田市高一期末)“神舟十六号”载人飞船于2023年5月30日成功发射。如图，“神舟十六号”载人飞船发射后先在近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道a点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达b点时，再次点火进入圆轨道Ⅲ。下列说法正确的是(　　) A.飞船在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅲ上运行的周期 B.飞船在a处变轨要加速，在b处变轨也要加速 C.飞船在轨道Ⅰ上经过a点的加速度小于在轨道Ⅱ上经过a点的加速度 D.飞船在轨道Ⅱ上经过b点的速率小于在轨道Ⅲ上经过b点的速率 判断卫星变轨过程速度、加速度变化情况的思路 1.判断卫星在不同圆轨道的运行速度大小时，可根据“越远越慢”的规律判断。 2.判断卫星在同一椭圆轨道上不同点的速度大小时，可根据开普勒第二定律判断，即离中心天体越远，速度越小。 3.判断卫星为实现变轨在某点需要加速还是减速时，可根据离心运动或近心运动的条件进行分析。 4.判断卫星的加速度大小时，可根据a==G判断。 例2　(多选)(2023·北海市开学考)在“嫦娥五号”任务中，有一个重要环节，轨道器和返回器的组合体(简称“甲”)与上升器(简称“乙”)要在环月轨道上实现对接。以便将月壤样品从上升器转移到返回器中，再由返回器带回地球。对接之前，甲、乙分别在各自的轨道上做匀速圆周运动。且甲的轨道半径比乙小。如图所示，为了实现对接，处在低轨的甲要抬高轨道。下列说法正确的是(　　) A.在甲抬高轨道之前，甲的线速度小于乙 B.甲可以通过增大速度来抬高轨道 C.在甲抬高轨道的过程中，月球对甲的万有引力逐渐增大 D.返回地球后，月壤样品的重力比在月球表面时大 二、双星及多星问题 1.双星系统 (1)如图所示，宇宙中有相距较近、质量相差不大的两个星球，它们离其他星球都较远，其他星球对它们的万有引力可以忽略不计。在这种情况下，它们将围绕其连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动，通常，我们把这样的两个星球称为“双星”。 (2)特点 ①两星围绕它们球心连线上的某一点做匀速圆周运动，两星的运行周期、角速度相同。 ②两星的向心力大小相等，由它们间的万有 ... ...