2019屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí) 專題三 力與曲線運動 第2講 萬有引力與航天課件.ppt

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第2講萬有引力與航天 考向一萬有引力定律的應(yīng)用 典例1 2018 河南校級模擬 由于地球自轉(zhuǎn)的影響 地球表面的重力加速度會隨緯度的變化而有所不同 若地球表面兩極處的重力加速度大小為g0 在赤道處的重力加速度大小為g 地球自轉(zhuǎn)的周期為T 引力常量為G 地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體 求 1 地球半徑R 2 地球的平均密度 拓展變式 在 典例1 的情境中 若地球自轉(zhuǎn)速度加快 當赤道上的物體恰好能 飄 起來時 求地球自轉(zhuǎn)周期T 1 估算中心天體的質(zhì)量和密度的兩條思路 規(guī)律總結(jié) 2 解決天體運動問題的要點 1 天體有序運動的實質(zhì)是中心天體對繞其運行的 行星 衛(wèi)星 的萬有引力提供向心力 據(jù)此可列出對應(yīng)的關(guān)系式求解 2 宇宙中的雙星模型具有 向心力等大反向 周期 角速度相等 軌道半徑與質(zhì)量成反比 預(yù)測練1 2018 江西省浮梁一中沖刺考試 若銀河系內(nèi)每個星球貼近其表面運行的衛(wèi)星的周期用T表示 被環(huán)繞的星球的平均密度用 表示 與 的關(guān)系圖像如圖所示 已知引力常量G 6 67 10 11N m2 kg2 則該圖像的斜率約為 A 7 10 10N m2 kg2B 7 10 11N m2 kg2C 7 10 12N m2 kg2D 7 10 13N m2 kg2 C 預(yù)測練2 2018 西寧模擬 為了實現(xiàn)人類登陸火星的夢想 航天工作者進行了各類 模擬登火星 的實驗活動 假設(shè)火星半徑與地球半徑之比為1 2 火星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為1 9 已知地球表面的重力加速度為g 地球半徑為R 引力常量為G 忽略自轉(zhuǎn)的影響 則 B 預(yù)測練3 2018 山西實驗中學(xué)高三模擬 多選 天文學(xué)家通過觀測雙星軌道參數(shù)的變化來間接驗證引力波的存在 證實了GW150914是兩個黑洞并合的事件 該事件中甲 乙兩個黑洞的質(zhì)量分別為太陽的36倍和29倍 假設(shè)這兩個黑洞繞它們連線上的某點做圓周運動 且這兩個黑洞的間距緩慢減小 若該雙星系統(tǒng)在運動過程中各自質(zhì)量不變且不受其他星系的影響 則關(guān)于這兩個黑洞的運動 下列說法正確的是 A 甲 乙兩個黑洞運行的線速度大小之比為36 29B 甲 乙兩個黑洞運行的角速度大小始終相等C 隨著甲 乙兩個黑洞間距的緩慢減小 它們運行的周期也在減小D 甲 乙兩個黑洞做圓周運動的向心加速度大小始終相等 BC 考向二衛(wèi)星運行參量的分析 典例2 2018 成都模擬 多選 如圖所示 A是地球的同步衛(wèi)星 另一衛(wèi)星B的圓形軌道位于赤道平面內(nèi) 離地面高度為h A B繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同 已知地球半徑為R 地球自轉(zhuǎn)角速度為 0 地球表面的重力加速度為g O為地球中心 關(guān)于A B兩衛(wèi)星的下列敘述正確的是 BCD 規(guī)律總結(jié) 1 同一中心天體的不同圓形軌道上的衛(wèi)星各運行參量的大小比較可直接應(yīng)用結(jié)論性表達式比較得出 預(yù)測練4 2018 黑龍江模擬 環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星是專門用于環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測的對地觀測衛(wèi)星 利用三顆軌道相同的監(jiān)測衛(wèi)星可組成一個監(jiān)測系統(tǒng) 它們的軌道與地球赤道在同一平面內(nèi) 當衛(wèi)星高度合適時 該系統(tǒng)的監(jiān)測范圍可恰好覆蓋地球的全部赤道表面且無重疊區(qū)域 已知地球半徑為R 地球表面重力加速度為g 關(guān)于該系統(tǒng)下列說法正確的是 C C 預(yù)測練6 2018 棗莊一模 如圖所示 a為地球赤道上的物體 b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星 c為地球同步衛(wèi)星 則下列說法正確的是 A 角速度的大小關(guān)系是 aabC 線速度的大小關(guān)系是va vbD 周期的大小關(guān)系是Ta Tb A 考向三衛(wèi)星的變軌與對接 典例3 2018 瀘州校級模擬 發(fā)射地球同步衛(wèi)星時 先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1 然后經(jīng)Q點時發(fā)動機點火 使其沿橢圓軌道2運行 經(jīng)P點時再次點火 將衛(wèi)星送入同步圓軌道3 軌道1 2相切于Q點 軌道2 3相切于P點 則 A 衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B 衛(wèi)星在軌道3上的角速度大于在軌道1上的角速度C 衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的速率小于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的速率D 衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度大于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度 C 審題突破 規(guī)律總結(jié) 2 航天器在不同軌道上運行時機械能不同 軌道半徑越大 動能越小 勢能越大 機械能越大 預(yù)測練7 2018 天津二模 我國嫦娥五號探測器由軌道器 返回器 著陸器 上升器四個部分組成 根據(jù)計劃 嫦娥五號探測器將實現(xiàn)月球軟著陸及采樣返回 其中采樣返回是上升器攜帶樣品從月球表面升空 先在近月圓軌道 上運行 從P點經(jīng)調(diào)整軌道 在Q點與較高軌道 上的軌道器對接 最后由軌道器攜帶樣品返回地球 如圖所示 已知P Q分別是軌道 與軌道 的切點 下列關(guān)于此過程中說法正確的是 A 軌道器在軌道 上的加速度必定大于上升器在軌道 上的加速度B 上升器應(yīng)在軌道 上的P點通過減速進入軌道 C 上升器與軌道器對接后 組合體速度比上升器在P點的速度小D 若上升器和軌道器均在軌道 運行 上升器在后 只要上升器向前加速 就可追上軌道器 C 預(yù)測練8 2018 重慶高三質(zhì)量抽檢 2018年2月6日 馬斯克的SpaceX 獵鷹 重型火箭將一輛特斯拉跑車發(fā)射到太空 其軌道示意圖如圖中橢圓 所示 其中A C分別是近日點和遠日點 圖中 軌道分別為地球和火星繞太陽運動的圓軌道 B點為軌道 的交點 若運動中只考慮太陽的萬有引力 則以下說法正確的是 A 跑車經(jīng)過A點時的速率大于火星繞日的速率B 跑車經(jīng)過B點時的加速度大于火星經(jīng)過B點時的加速度C 跑車在C的速率大于火星繞日的速率D 跑車由A到C的過程中動能減小 機械能也減小 A 預(yù)測練9 2018 天津二模 我國自主研制的首艘貨運飛船 天舟一號 發(fā)射升空后 與已經(jīng)在軌運行的 天宮二號 成功對接形成組合體 如圖所示 組合體通過幾次點火程序 軌道高度降低 組合體在高 低軌道上運行時均可視為勻速圓周運動 下列說法正確的是 A 在低軌道上運行時組合體的加速度較小B 在低軌道上運行時組合體的周期較小C 某次點火過程組合體的機械能守恒D 點火使組合體速率變大 從而降低了軌道高度 B 備考跨越構(gòu)網(wǎng)絡(luò)練培優(yōu) 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 培優(yōu)精練 培優(yōu)練1 2018 寧夏一模 多選 嫦娥四號 是嫦娥探月工程計劃中嫦娥系列的第四顆人造探月衛(wèi)星 主要任務(wù)是更深層次 更加全面地科學(xué)探測月球地貌 資源等方面的信息 完善月球檔案資料 已知月球的半徑為R 月球表面的重力加速度為g 引力常量為G 若嫦娥四號在離月球中心的距離為r的軌道上運行 繞月周期為T 根據(jù)以上信息可求出 AC 培優(yōu)練2 2018 紅橋區(qū)二模 銀河系的恒星中有一些是雙星 某雙星由質(zhì)量不等的星體S1和S2構(gòu)成 兩星在相互之間的萬有引力作用下繞兩者連線上某一定點O做勻速圓周運動 由天文觀測得其周期為T S1到O點的距離為r1 S1和S2的距離為r 已知萬有引力常量為G 由此可求出S2的質(zhì)量為 B 培優(yōu)練3 2018 重慶模擬 北京時間2016年8月16日下午1時40分 中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心研制的 墨子號 衛(wèi)星 在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空并進入預(yù)定軌道 墨子號 是我國首次發(fā)射的一顆量子衛(wèi)星 也是世界上第一顆量子衛(wèi)星 就在同年9月15日 我國的第一個真正意義上的空間實驗室天宮二號在酒泉也成功發(fā)射 9月16日 天宮二號在橢圓軌道 的遠地點A開始變軌 變軌后在圓軌道 上運行 如圖所示 A點離地面高度約為380km 墨子號 量子衛(wèi)星在離地面高度約為500km的軌道上運行 若天宮二號變軌前后質(zhì)量不變 則下列說法正確的是 A 天宮二號在軌道 上運行時通過近地點B的速度最小B 天宮二號在軌道 上運行的機械能大于在軌道 上運行的機械能C 天宮二號在軌道 上通過A點時的加速度小于在軌道 上通過A點時的加速度D 天宮二號在軌道 上運行的周期一定小于 墨子號 量子衛(wèi)星的運行周期 D 解析 天宮二號在軌道 上運行時只有引力做功 機械能守恒 B點是近地點 勢能最小 故動能最大 即速度最大 故A錯誤 天宮二號在軌道 上運行到A點時要加速才能進入軌道 故天宮二號在軌道 上運行的機械能小于在軌道 上運行的機械能 故B錯誤 天宮二號在A點時受到的萬有引力是一定的 根據(jù)牛頓第二定律可知其在軌道 上通過A點時的加速度等于在軌道 上通過A點時的加速度 故C錯誤 根據(jù)開普勒第三定律 天宮二號對應(yīng)軌道的半徑較小 故周期也較小 故天宮二號在軌道 上運行的周期一定小于 墨子號 量子衛(wèi)星的運行周期 故D正確