《高中數學選修二第6章《天體運動》習題課教案.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中數學選修二第6章《天體運動》習題課教案.ppt（23頁典藏版）》請在163文庫上搜索。
1、習題課天體運動目標定位:1.把握解決天體運動問題的模型及思路2會剖析人造衛星的變軌問題3會剖析雙星問題質量質量m1距離距離r的二次方的二次方和和m2的乘積的乘積周期周期T3衛星的衛星的線速率、角速率、周期與軌道直徑的關系線速率、角速率、周期與軌道直徑的關系萬有引力萬有引力a、v、T一、解決天體運動問題的模型及思路一、解決天體運動問題的模型及思路1一種模型一種模型：無論自然天體：無論自然天體(如月球如月球)還是人造天體還是人造天體(如宇宙飛如宇宙飛船船)都可以看做質點，圍繞中心天體都可以看做質點，圍繞中心天體(視為靜止視為靜止)做勻速圓周做勻速圓周運動運動2兩條思路兩條思路【例例1】一行星繞恒
2、星做圓周運動由天文觀測可得，其運一行星繞星體做圓周運動由天文觀測可得，其運行周期為行周期為T，速率為，速率為v，引力常量為，引力常量為G，則，則()答案答案ACD二、二、“赤道上的物體赤道上的物體”與與“同步衛星同步衛星”以及以及“近地衛星近地衛星”的比較的比較赤道上的物體、同步衛星和近地衛星都近似做勻速圓周運動，赤道上的物體、同步衛星和近地衛星都近似做勻速圓周運動，當比較它們的向心加速度、線速率及角速率當比較它們的向心加速度、線速率及角速率(或周期或周期)時，要注時，要注意找出它們的共同點，之后再比較各化學量的大小意找出它們的共同點，之后再比較各化學量的大小1赤道上的物體與同步衛星具有相同
3、的角速率和周期，由赤道上的物體與同步衛星具有相同的角速率和周期，由vr和和a2r可分別判定線速率，向心加速度的關系可分別判定線速率，向心加速度的關系【例例2】如圖如圖1所示，所示，a為地面上的待發為地面上的待發射衛星，射衛星，b為近地圓軌道衛星，為近地圓軌道衛星，c為地為月球同步衛星三顆衛星質量相同三球同步衛星三顆衛星質量相同三顆衛星的線速率分別為顆衛星的線速率分別為va、vb、vc，角，角速率分別為速率分別為a、b、c，周期分別為，周期分別為Ta、Tb、Tc，向心力分別為，向心力分別為Fa、Fb、Fc，則，則()答案答案AD圖圖1三、人造衛星、飛船的發射
4、和變軌問題三、人造衛星、飛船的發射和變軌問題3衛星抵達橢圓軌道與圓軌道的公切點時，衛星遭到的萬有衛星抵達橢圓軌道與圓軌道的公切點時，衛星遭到的萬有引力相同高中物理天體運動變軌，所以加速度相同引力相同，所以加速度相同4飛船對接問題：兩飛船實現對接前應處于高低不同的兩軌飛船對接問題：兩飛船實現對接前應處于高低不同的兩軌道上，目標船處于較高軌道，在較低軌道上運動的對接船道上，目標船處于較高軌道，在較低軌道上運動的對接船通過合理地加速，做離心運動而追上目標船與其完成對通過合理地加速，做離心運動而追上目標船與其完成對接接【例例3】2013年年5月月2日夜里日半夜0時時06分，我國分，我國“中中星星11號號”通信衛星發射成功
5、通信衛星發射成功“中星中星11號號”是是一顆月球同步衛星，它主要用于為亞太地一顆月球同步衛星，它主要用于為亞太地區等區域用戶提供商業通訊服務如圖區等區域用戶提供商業通訊服務如圖2為為發射過程的示意圖，先將衛星發射至近地發射過程的示意圖，先將衛星發射至近地圓軌道圓軌道1高中物理天體運動變軌，之后經打火，使其沿橢圓軌道，之后經打火，使其沿橢圓軌道2圖圖2運行，最后再一次打火，將衛星送入同步圓軌道運行，最后再一次打火，將衛星送入同步圓軌道3.軌道軌道1、2相切于相切于Q點，軌道點，軌道2、3相切于相切于P點，則當衛星分別在點，則當衛星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是軌道上正常運行時，以下說法正確的是
6、()A衛星在軌道衛星在軌道3上的速度小于在軌道上的速度小于在軌道1上的速度上的速度B衛星在軌道衛星在軌道3上的角速率大于在軌道上的角速率大于在軌道1上的角速率上的角速率C衛星在軌道衛星在軌道1上經過上經過Q點時的速率小于它在軌道點時的速率小于它在軌道2上經過上經過Q點時的速率點時的速率D衛星在軌道衛星在軌道2上經過上經過P點時的速率大于它在軌道點時的速率大于它在軌道3上經過上經過P點時的速率點時的速率答案答案BD針對訓練針對訓練如圖如圖3所示，所示，“嫦娥一號嫦娥一號”探月衛星被探月衛星被地球捕獲后，首先穩定在橢圓軌道地球捕獲后，首先穩定在橢圓軌道上運動，上運動，其中其中P、Q兩點分別是軌道兩
7、點分別是軌道的近月點和遠月的近月點和遠月點，點，是衛星繞地球做圓周運動的軌道，軌道是衛星繞地球做圓周運動的軌道，軌道和和在在P點相切，則點相切，則()A衛星沿軌道衛星沿軌道運動，在運動，在P點的速率小于點的速率小于Q點的速率點的速率圖圖3B衛星沿軌道衛星沿軌道運動，在運動，在P點的加速度大于點的加速度大于Q點的加速度點的加速度C衛星分別沿軌道衛星分別沿軌道、運動到運動到P點的加速度不相等點的加速度不相等D衛星要從軌道衛星要從軌道步入軌道步入軌道，須在，須在P點加速點加速答案答案A解析解析在近期點速率較大，故在近期點速率較大，故A正確；在正確；在P點從軌道點從軌道運動到運動到軌道軌道，衛星做向
8、心運動，需減速，故，衛星做向心運動，需減速，故D錯誤；依據牛頓第錯誤；依據牛頓第二定理，加速度大小取決于衛星遭到的萬有引力，在同一點二定理，加速度大小取決于衛星遭到的萬有引力，在同一點加速度是相同的，故加速度是相同的，故B、C均錯誤均錯誤四、雙星問題四、雙星問題兩個離得比較近的天體，在彼此間的引力作用下繞二者連兩個離得比較近的天體，在彼此間的引力作用下繞二者連線上的某一點做圓周運動，這樣的兩顆星組成的系也稱為線上的某一點做圓周運動，這樣的兩顆星組成的系合稱為雙星雙星1雙星特征雙星特征(1)兩星做圓周運動的向心力相等；兩星做圓周運動的向心力相等；(2)兩星具有相同的角速率和周期；兩星具有相同的角
9、速度和周期；(3)兩星的軌道直徑之和等于兩星之間的距離，即兩星的軌道直徑之和等于兩星之間的距離，即r1r2L.2處理方式處理方式3雙星的兩個推論雙星的兩個推論【例例4】兩個靠得很近的天體，離其他兩個靠得很近的天體，離其他天體十分遙遠，它們以其連線上某一點天體十分遙遠，它們以其連線上某一點O為圓心各自做勻速圓周運動，二者的為圓心各自做勻速圓周運動，二者的距離保持不變，科學家把這樣的兩個天距離保持不變，科學家把這樣的兩個天體稱為體稱為“雙星雙星”，如圖，如圖4所示已知所示已知圖圖4雙星的質量分別為雙星的質量分別為m1和和m2，它們之間的距離為，它們之間的距離為L，求雙星，求雙星的運行軌道直徑的運行軌道直徑r1和和r2及運行周期及運行周期T.
