人教版高中物理必修第二册第七章万有引力与宇宙航行专题强化6卫星的变轨、对接和双星问题课件（52页PPT）

(课件网) [学习目标] 1.理解卫星发射、变轨和对接过程，会分析变轨过程中各物理量的变化。 2.掌握双星模型的特点，会分析相关问题。 2.对接问题 (1)低轨道飞船与高轨道空间站对接：如图甲所示，低轨道飞船通过合理加速，沿椭圆轨道(做离心运动)追上高轨道空间站与其完成对接。 (2)同一轨道飞船与空间站对接：如图乙所示，后面的飞船先减速降低高度，再加速提升高度，通过适当控制，使飞船追上空间站完成对接。 [例1]　登陆火星前，“天问一号”多次变轨示意图如图所示，轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点。除变轨瞬间，“天问一号”在轨道上运行时均处于无动力航行状态。下列说法正确的是(　　) C A.“天问一号”在P点从轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ要进行点火加速 B.“天问一号”在轨道Ⅲ上的周期大于在轨道Ⅱ上的周期 C.“天问一号”在轨道Ⅲ上Q点的加速度大于在轨道Ⅱ上S点的加速度 D.“天问一号”从轨道Ⅲ上的Q点到P点运行过程中，线速度越来越大 [例2]　北京时间2025年4月24日23时49分，经过飞控中心确认并报告，中国空间站和神舟二十号飞船的自动交会对接已经完成，飞控中心大厅里也响起了热烈的掌声。整个自主交会对接过程历时约6.5小时。如图所示，中国空间站与神舟二十号都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是(　　) C 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　飞船在同一轨道上加速追赶空间实验室时，速度增大，所需向心力大于万有引力，飞船将做离心运动，不能实现与空间实验室的对接，故A错误；空间实验室在同一轨道上减速等待飞船时，速度减小，所需向心力小于万有引力，空间实验室将做近心运动，不能实现对接，故B错误；当飞船在比空间实验室半径小的轨道上加速时，飞船将做离心运动，逐渐靠近空间实验室，可在两者速度接近时实现对接，故C正确；当飞船在比空间实验室半径小的轨道上减速时，飞船将做近心运动，远离空间实验室，不能实现对接，故D错误。 1.“双星”模型：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”。 [例3]　双星是两颗相距较近的天体，在相互间的万有引力作用下，绕其连线上的某点做匀速圆周运动。对于两颗质量不等的天体构成的双星系统，下列说法正确的是(　　) A.质量大的天体做匀速圆周运动的向心力较大 B.质量大的天体做匀速圆周运动的向心加速度较大 C.质量大的天体做匀速圆周运动的角速度较大 D.质量大的天体做匀速圆周运动的线速度较小 D [例4]　(2025·湖北宜昌高一期末)宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至因为万有引力的作用而吸引到一起。如图所示，某双星系统中A、B两颗天体绕O点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比rA∶rB＝1∶2，则两颗天体的(　　) A.质量之比mA∶mB＝2∶1 B.角速度之比ωA∶ωB＝1∶2 C.线速度大小之比vA∶vB＝2∶1 D.双星间距离一定，双星的质量之和越大，其转动周期越大 A [例5]　某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星体在相互 ... ...