《高考物理二轮复习第1部分专题整合突破专题4万有引力与航天教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习第1部分专题整合突破专题4万有引力与航天教案（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题四万有引力与航天知识结构互联核心要点回扣 1一个模型：天体运动可简化为天体绕中心天体做“匀速圆周运动”模型2两种思路(1)天体附近：Gmg.(2)环绕卫星：Gmmr2mr2.3两类卫星(1)近地卫星：Gmgm.(2)同步卫星：Gm(Rh)()2(其中T24 h)4三个宇宙速度(1)第一宇宙速度：环绕速度7.9_km/s.(2)第二宇宙速度：脱离速度11.2_km/s.(3)第三宇宙速度：逃逸速度16.7_km/s.考点1万有引力定律的应用(对应学生用书第19页)品真题感悟高考考题统计五年2考：2016年卷T172014年卷T18考情分析1本考点高考命题角度为万有引力定律的理解，万有引力与牛
2、顿运动定律的综合应用2常涉及天体质量或密度的估算及黄金代换的应用3对公式F，应用时应明确“r”的意义是距离；m1和m2间的作用力是一对作用力与反作用力4天体密度估算时，易混淆天体半径和轨道半径1(万有引力定律的应用)(2016卷T17)利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通信目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为() 【导学号：19624044】A1 hB4 hC8 h D16 h题眼点拨“地球同步卫星”说明其周期与地球自转周期相同；“地球自转周期变小”说明同步卫星
3、的轨道半径变小；“地球自转周期最小值”说明同步卫星的轨道半径最小【解析】万有引力提供向心力，对同步卫星有：mr，整理得GM当r6.6R地时，T24 h若地球的自转周期变小，轨道半径最小为2R地三颗同步卫星A、B、C如图所示分布则有解得T4 h，选项B正确【答案】B2(天体质量与密度的估算)(2014卷T18)假设地球可视为质量均匀分布的球体已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G.地球的密度为()A.B.C. D.【解析】根据万有引力与重力的关系解题物体在地球的两极时，mg0G，物体在赤道上时，mgm2RG，以上两式联立解得地球的密度.故选项
4、B正确，选项A、C、D错误【答案】B在第2题中，若地球自转角速度逐渐增大，当角速度增大到某一值0时，赤道上的某质量为m的物体刚好要脱离地面则地球的质量是()A. B.C. D.B设地球质量为M，地球两极有：mg0在赤道对质量为m的物体刚要脱离时有：mR解得：M.熟技巧类题通法天体质量(密度)的估算方法1利用天体表面的重力加速度g和天体半径R.由于Gmg，故天体质量M，天体密度.2通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T和轨道半径r.(1)由万有引力等于向心力，即Gmr，得出中心天体质量M；(2)若已知天体半径R，则天体的平均密度；(3)若天体的卫星在天体表面附近环绕天体运动，可认为其轨道半径r
5、等于天体半径R，则天体密度.可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T，就可估算出中心天体的密度对考向高效速练.考向1万有引力与重力1(多选)2017高三第一次全国大联考(新课标卷)在地球表面以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t后回到出发点假如宇航员登上某个与地球差不多大小的行星表面，仍以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间4t后回到出发点则下列说法正确的是() 【导学号：19624045】A这个行星的质量与地球质量之比为12B这个行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为12C这个行星的密度与地球的密度之比为14D这个行星的自转周期与地球的自转周期之比为12BC行星表面与地球表面的
6、重力加速度之比为，行星质量与地球质量之比为，故A错误；这个行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为，故B正确；这个行星的密度与地球的密度之比为，故C正确；无法求出这个行星的自转周期与地球的自转周期之比，故D错误若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处，以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2.已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R.由此可知，该行星的半径约为()A.RB.RC2R D.RC在行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们经历的时间之比即为在水平方向运动的距离之比，所以.竖直方向上做自由落体运动，重力加速度分
7、别为g1和g2，因此.设行星和地球的质量分别为7M和M，行星的半径为r，由牛顿第二定律得Gmg1Gmg2/得r2R因此A、B、D错，C对考向2天体质量(密度)的估算2(2017北京高考)利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是() 【导学号：19624046】A地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离DA能：根据Gmg可知，已知地球的半径及重力加速度可计算出地球的质量B能：根据G及v可知，已知人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期
8、可计算出地球的质量C能：根据Gmr可知，已知月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离，可计算出地球的质量D不能：已知地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离只能求出太阳的质量，不能求出地球的质量(多选)(2017高三第二次全国大联考(新课标卷)2017年3月16日消息，高景一号卫星发回清晰影像图，可区分单个树冠天文爱好者观测该卫星绕地球做匀速圆周运动时，发现该卫星每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为弧度，已知引力常量为G，则()A高景一号卫星的质量为B高景一号卫星角速度为C高景一号卫星线速度大小为2D. 地球的质量为BD高景一号卫星的质量不可求，选项A错误；由题意知，卫
9、星绕地球做匀速圆周运动角速度，选项B正确；卫星绕地球做匀速圆周运动线速度v，选项C错误；由vr得r，该卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由Gm2r，解得地球的质量M，选项D正确考点2天体的运行与发射(对应学生用书第20页)品真题感悟高考考题统计五年8考：2017年卷T19、卷T142016年卷T142015年卷T21，卷T162014年卷T192013年卷T20，卷T20考情分析1高考的命题角度为人造卫星的运行参数，卫星的变轨及变轨前后的速度、能量变化2对卫星或天体沿椭圆轨道运行的问题常涉及开普勒第三定律的考查3解此类题的关键是掌握卫星的运动模型，离心(向心)运动的原因及万有引力做功的特
10、点4对公式v不理解，易误认为阻力做功速度减小半径增大5分析线速度(v)、角速度()、周期(T)与半径R的关系时，要正确利用控制变量法3(天体运行参数比较)(2017卷T14)2017年4月，我国成功发射的“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿“天宫二号”原来的轨道(可视为圆轨道)运行与“天宫二号”单独运行时相比，组合体运行的()A周期变大B速率变大C动能变大 D向心加速度变大C“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道运行，根据Gmamr可知，组合体运行的向心加速度、速率、周期不变，质量变大，则动能变大，选项
11、C正确4(行星运行与能量变化)(多选)(2017卷T19)如图41所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中()图41A从P到M所用的时间等于B从Q到N阶段，机械能逐渐变大C从P到Q阶段，速率逐渐变小D从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功题眼点拨“海王星绕太阳沿椭圆轨道运动”说明海王星运行速率是改变的，运行相同路程所用时间不一定相同；“P为近日点，Q为远日点”说明P点速率最大，Q点速率最小；“只考虑海王星和太阳之间的相互作用”说明海王星机械能守恒CDA错
12、：由开普勒第二定律可知，相等时间内，太阳与海王星连线扫过的面积都相等B错：由机械能守恒定律知，从Q到N阶段，机械能守恒C对：从P到Q阶段，万有引力做负功，动能减小，速率逐渐变小D对：从M到N阶段，万有引力与速度的夹角先是钝角后是锐角，即万有引力对它先做负功后做正功5(卫星运行与变轨)(多选)(2013卷T20)2012年6月18日，“神舟九号”飞船与“天宫一号”目标飞行器在离地面343 km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气下列说法正确的是() 【导学号：19624047】A为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B
13、如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C如不加干预，“天宫一号”的轨道高度将缓慢降低D航天员在“天宫一号”中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用BC本题虽为天体运动问题，但题中特别指出存在稀薄大气，所以应从变轨角度入手第一宇宙速度和第二宇宙速度为发射速度，天体运动的速度为环绕速度，均小于第一宇宙速度，选项A错误；天体运动过程中由于大气阻力，速度减小，导致需要的向心力Fn减小，做向心运动，向心运动过程中，轨道高度降低，且万有引力做正功，势能减小，动能增加，选项B、C正确；航天员在太空中受地球引力，地球引力全部提供航天员做圆周运动的向心力，选项D错误在第5题中，若“神舟九号”与
14、“天宫一号”对接前的轨道如图42所示，则以下说法正确的是()图42A在远地点P处，“神舟九号”的加速度与“天宫一号”的加速度相等B根据题中条件可以计算出地球的质量C根据题中条件可以计算出地球对“天宫一号”的引力大小D要实现“神舟九号”与“天宫一号”在远地点P处对接，“神舟九号”需在靠近P处点火减速A在远地点P处，由ma知a，故两者加速度相等，A正确；由“天宫一号”做圆周运动，万有引力提供向心力可知mr，因“天宫一号”的周期、轨道半径及引力常量未知，不能计算出地球的质量，B错误；由于“天宫一号”质量未知，故不能算出万有引力，C错误；“神舟九号”在椭圆轨道上运动，P为其远地点，若在P点前减速，则沿向上的速度分量减少，则“神舟九号”将不能到达P点，D错误(多选
