小專題3天體運(yùn)動(dòng)突破專題 突破1 近地衛(wèi)星 赤道上的物體及同步衛(wèi)星的運(yùn)行問題 1 同步衛(wèi)星的六個(gè) 一定 可知 近地衛(wèi)星的周期要小于同步衛(wèi)星的周期 即 2 近地衛(wèi)星是在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星 其運(yùn)行的軌道半徑可近似認(rèn)為等于地球的半徑 其運(yùn)行線速度約為7 9km s 運(yùn)行周期約為84min 3 近地衛(wèi)星 同步衛(wèi)星和赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體的三種勻速圓周運(yùn)動(dòng)的比較 1 軌道半徑 近地衛(wèi)星與赤道上物體的軌道半徑相同 同步衛(wèi)星的軌道半徑較大 即r同 r近 r物 2 運(yùn)行周期 同步衛(wèi)星與赤道上物體的運(yùn)行周期相同 由 T近 T同 T物 典題1 2016年新課標(biāo) 卷 利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星 可使地球赤道上任意兩點(diǎn)之間保持無線電通訊 目前 地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6 6倍 假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小 若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)上述目的 則 地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為 A 1h B 4h C 8h D 16h 圖D24 答案 B 考點(diǎn)突破1 2016年四川卷 國(guó)務(wù)院批復(fù) 自2016年起將4月24日設(shè)立為 中國(guó)航天日 1970年4月24日我國(guó)首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星 東方紅一號(hào) 目前仍然在橢圓軌道上運(yùn)行 其軌道近地點(diǎn)高度約為440km 遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約為2060km 1984年4月8日成功發(fā)射的 東方紅二號(hào) 衛(wèi)星運(yùn)行在赤道上空35786km的地球同步軌道上 設(shè) 東方紅一號(hào) 在遠(yuǎn)地點(diǎn)的向心加速度為a1 東方紅二號(hào) 的向心加速度為a2 固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a3 則a1 a2 a3的大小關(guān)系為 A a2 a1 a3B a3 a2 a1C a3 a1 a2D a1 a2 a3 答案 D 突破2 衛(wèi)星的變軌問題 1 衛(wèi)星變軌的原因 1 由于對(duì)接引起的變軌 2 由于空氣阻力引起的變軌 2 衛(wèi)星變軌的實(shí)質(zhì) 典題2 2017年吉林通化二模 我國(guó)發(fā)射了一顆地球資源探測(cè)衛(wèi)星 發(fā)射時(shí) 先將衛(wèi)星發(fā)射至距離地面50km的近地圓軌道1上 然后變軌到近地點(diǎn)距離地面50km 遠(yuǎn)地點(diǎn)距離地面1500km的橢圓軌道2上 最后由軌道2進(jìn)入半徑為7900km的圓軌道3 軌道1 2相切于P點(diǎn) 軌道2 3相切于Q點(diǎn) 如圖Z3 1所示 忽略空氣阻力和衛(wèi)星質(zhì)量的變化 則以下 說法正確的是 圖Z3 1 A 該衛(wèi)星從軌道1變軌到軌道2需要在P處點(diǎn)火加速B 該衛(wèi)星在軌道2上穩(wěn)定運(yùn)行時(shí) P點(diǎn)的速度小于Q點(diǎn)的 速度 C 該衛(wèi)星在軌道2上Q點(diǎn)的加速度大于在軌道3上Q點(diǎn)的 加速度 D 該衛(wèi)星在軌道3的機(jī)械能小于在軌道1的機(jī)械能 解析 衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時(shí) 軌道的半長(zhǎng)軸越大 需要的能量越大 由于軌道2的半長(zhǎng)軸比軌道1的半長(zhǎng)軸大 因此該衛(wèi)星從軌道1變軌到軌道2需要在P處點(diǎn)火加速 故A正確 該衛(wèi)星在軌道2上穩(wěn)定運(yùn)行時(shí) 根據(jù)開普勒第二定律可知 近地點(diǎn)P點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)地點(diǎn)Q點(diǎn)的速度 故B錯(cuò)誤 根據(jù)牛頓 衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度等于在軌道3上經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度 故C錯(cuò)誤 衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時(shí) 軌道的半長(zhǎng)軸越大 需要的能量越大 由于軌道3的半長(zhǎng)軸比軌道1的半長(zhǎng)軸大 所以該衛(wèi)星在軌道3的機(jī)械能大于在軌道1的機(jī)械能 故D錯(cuò)誤 答案 A 考點(diǎn)突破2 2016年10月19日 神舟十一號(hào) 飛船與 天空二號(hào) 自動(dòng)交會(huì)對(duì)接成功 如圖Z3 2所示 假設(shè) 天宮二號(hào) 與 神舟十一號(hào) 都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 為了 實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接 下列措施可行的是 圖Z3 2 A 使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行 然后飛船加速 追上空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對(duì)接 B 使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行 然后空間實(shí)驗(yàn) 室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對(duì)接 C 飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速 加速后飛 船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室 兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接 D 飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速 減速后飛 船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室 兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接 解析 若使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行 飛船加速會(huì)進(jìn)入較高的軌道 空間實(shí)驗(yàn)室減速會(huì)進(jìn)入較低的軌道 都不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接 選項(xiàng)A B錯(cuò)誤 要想實(shí)現(xiàn)對(duì)接 可使飛船在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑較小的軌道上加速 然后飛船將進(jìn)入較高的空間實(shí)驗(yàn)室軌道 逐漸靠近空間站后 兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接 選項(xiàng)C正確 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案 C 突破3 天體的追及問題 2 兩星追上或相距最近時(shí) 兩星運(yùn)行的角度之差等于2 的整數(shù)倍 相距最遠(yuǎn)時(shí) 兩星運(yùn)行的角度之差等于 的奇數(shù)倍 衛(wèi)星與地面上物體追及 衛(wèi)星在地面上物體的正上方 時(shí) 要根據(jù)地面上物體與同步衛(wèi)星角速度相同的特點(diǎn)進(jìn)行判斷 典題3 如圖Z3 3所示 有A B兩顆行星繞同一顆恒星M做圓周運(yùn)動(dòng) 旋轉(zhuǎn)方向相同 A行星的周期為T1 B行星的周期為T2 在某一時(shí)刻兩行星相距最近 則 1 經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間 兩行星再次相距最近 2 經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間 兩行星第一次相距最遠(yuǎn) 圖Z3 3 方法技巧 處理天體相距最近和最遠(yuǎn)的問題 實(shí)際上就是因?yàn)樵较蛲獾男l(wèi)星運(yùn)行得越慢 當(dāng)里邊的比外邊的衛(wèi)星多走了半圈或半圈的奇數(shù)倍時(shí)相距最遠(yuǎn) 多走了整數(shù)圈時(shí)相距最近 考點(diǎn)突破3 多選 2016年廣東揭陽(yáng)二模 已知地球自轉(zhuǎn)周期為T0 有一顆與同步衛(wèi)星在同一軌道平面的低軌道衛(wèi)星 自西向東繞地球運(yùn)行 其運(yùn)行半徑為同步軌道半徑的四分之一 該衛(wèi)星兩次在同一城市的正上方出現(xiàn)的時(shí)間間隔可能是 答案 CD