2021年高考物理一轮复习点点通 第四章 专题强化 天体运动的“四类热点”问题课件（24张PPT）

第四章 专题强化　天体运动的“四类热点”问题 2021年高考物理一轮复习点点通 一、近地卫星、同步卫星和赤道上物体的运行问题 1.卫星的轨道 (1)赤道轨道：卫星的轨道在赤道平面内，同步卫星就是其中的一种. (2)极地轨道：卫星的轨道过南、北两极，即在垂直于赤道的平面内，如极地气象卫星. (3)其他轨道：除以上两种轨道外的卫星轨道. 所有卫星的轨道平面一定通过地球的球心. 2.同步卫星问题的“四点”注意 (2)重要手段：构建物理模型，绘制草图辅助分析. (3)物理规律： ①不快不慢：具有特定的运行线速度、角速度和周期. ②不高不低：具有特定的位置高度和轨道半径. ③不偏不倚：同步卫星的运行轨道平面必须处于地球赤道平面上，只能在赤道上方特定的点运行. (4)重要条件： ①地球的公转周期为1年，其自转周期为1天(24小时)，地球半径约为6.4× 103 km，地球表面重力加速度g约为9.8 m/s2. ②月球的公转周期约27.3天，在一般估算中常取27天. ③人造地球卫星的运行半径最小为r＝6.4×103 km，运行周期最小为T＝ 84.8 min，运行速度最大为v＝7.9 km/s. 3.两个向心加速度 ? 卫星绕地球运行的向心加速度 物体随地球自转的向心加速度 产生原因 由万有引力产生 由万有引力的一个分力(另一分力为重力)产生 方向 指向地心 垂直且指向地轴 大小 a＝ (地面附近a近似等于g) a＝rω2，r为地面上某点到地轴的距离，ω为地球自转的角速度 特点 随卫星到地心的距离的增大而减小 从赤道到两极逐渐减小 4.两种周期 (1)自转周期是天体绕自身某轴线转动一周所需的时间，取决于天体自身转动的快慢. (2)公转周期是运行天体绕中心天体做圆周运动一周所需的时间，T＝ ，取决于中心天体的质量和运行天体到中心天体的距离. 例1　(多选)(2019·甘肃兰州市第一次诊断)中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统、欧洲伽利略卫星导航系统之后第四个成熟的卫星导航系统.2018年12月27日北斗三号基本系统完成建设，即日起提供全球服务.在北斗卫星导航系统中，有5颗地球静止轨道卫星，它们就好像静止在地球上空的某一点.对于这5颗静止轨道卫星，下列说法正确的是 A.它们均位于赤道正上方 B.它们的周期小于近地卫星的周期 C.它们离地面的高度都相同 D.它们必须同时正常工作才能实现全球通讯 √ √ 1.变轨原理 (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2所示. (2)在A点(近地点)点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供卫星在轨道Ⅰ上做圆周运动的向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ. (3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ. 二、卫星变轨和能量问题 图2 2.变轨过程分析 (1)速度：设卫星在圆轨道Ⅰ和Ⅲ上运行时的速率分别为v1、v3，在轨道Ⅱ上过A点和B点时速率分别为vA、vB.在A点加速，则vA>v1，在B点加速，则v3>vB，又因v1>v3，故有vA>v1>v3>vB. (2)加速度：因为在A点，卫星只受到万有引力作用，故不论从轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ上经过A点，卫星的加速度都相同，同理，卫星在轨道Ⅱ或轨道Ⅲ上经过B点的加速度也相同. (3)周期：设卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上的运行周期分别为T1、T2、T3，轨道半径分别为r1、r2(半长轴)、r3，由开普勒第三定律 ＝k可知T1