20xx沪科版高中物理必修二54飞出地球去二word学案

20xx沪科版高中物理必修二54飞出地球去二word学案内容摘要：

再一次点火 ， 将卫星送入同步圆轨道 2 相切于 Q 点 ， 轨道 3 相切于 P 点 ，则当卫星分别在 3 轨道上正常运行时 ， 以下说法正确的是 ( ) 图 2 A． 卫星在轨道 3 上的速率大于在轨道 1 上的速率 B． 卫星在轨道 3 上的角速度大于在轨道 1 上的角速度 C． 卫星在轨道 1 上经过 Q 点时的速度大于它在轨道 2 上经过 Q 点时的速度 D． 卫星在轨道 2 上经过 P 点时的速度小于它在轨道 3 上经过 P 点 时的速度 解析 同步卫星在圆轨道上做匀速圆周运动时有： GMmr2 ＝ mv2r， v＝ GMr 因为 r1＜ r3，所以 v1＞ v3，由 ω＝ vr得 ω1＞ ω3 在 Q点，卫星沿着圆轨道 1运行与沿着椭圆轨道 2运行时所受的万有引力相等，在圆轨道 1上引力刚好等于向心力，即 F＝ mv 21r .而在椭圆轨道 2 上卫星做离心运动，说明引力不足以 提供卫星以 v2速率做匀速圆周运动时所需的向心力，即 F＜ mv 22r ，所以 v2＞ v1. 卫星在椭圆轨道 2 上运行到远地点 P 时，根据机械能守恒可知此时的速率 v2′ ＜ v2，在 P点卫星沿椭圆轨道 2运行与沿着圆轨道 3运行时所受的地球引力相等，但是卫星在椭圆轨道2上做近心运动，说明 F′ ＞ mv2′2r ，卫星在圆轨道 3上运行时引力刚好等于向心力，即 F′＝ mv 23r ，所以 v2′ ＜ v3. 由以上可知，速率从大到小排列为： v2＞ v1＞ v3＞ v2′ 答案 D 四、双星问题 1． 双星 ： 两个离得比较近的天体 ， 在彼此 间的引力作用下绕两者连线上的一点做圆周运动 ，这样的两颗星组成的系统称为双星 ． 2． 双星问题的特点 (1)两星的运动轨道为同心圆 ， 圆心是它们之间连线上的某一点 ． (2)两星的向心力大小相等 ， 由它们间的万有引力提供 ． (3)两星的运动周期 、 角速度相同 ． (4)两星的轨道半径之和等于两星之间的距离 ， 即 r1＋ r2＝ L. 3． 双星问题的处理方法 ： 双星间的万有引力提供了它们做圆周运动的向心力 ， 即 Gm1m2L2 ＝m1ω2r1＝ m2ω2r2. 4． 双星问题的两个结论 ： (1)运动半径 ： m1r1＝ m2r2. (2)质量之和 ： m1＋ m2＝ 4π2L3GT2 . 例 4 宇宙中两个相距较近的天体称为 “ 双星 ” ， 它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动 ， 但两者不会因万有引力的作用而吸引到一起 ． 设两者的质量分别为 m1 和 m2，两者相距为 ： (1)双星的轨道半径之比 ； (2)双星的线速度之比 ； (3)双星的角速度 ． 解析 这两颗星必须各自以一定的速度绕某一中心转动才不至于因万有引力而被吸引在一起，从而保持两星间距离 L不变，且两者做匀速圆周运动的角速度 ω必须相同 ． 如图所示，两者轨迹圆的圆心为 O， 圆半径分别为 R1和。