《（创新方案）2013年高考二轮物理复习课件（全国用）专题四 万有引力与航天》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（创新方案）2013年高考二轮物理复习课件（全国用）专题四 万有引力与航天（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、做考题 明考向 1 (2012北京高考 )关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确 的是 ( ) A分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具 有相同的周期 B沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具 有相同的速率 C在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半 径有可能不同 D沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平 面一定会重合 解析： 选 由开普勒第三定律恒量可知当圆轨道的半径R 与椭圆轨道的半长轴 a 相等时，两卫星的周期相等，故 A 项错；沿椭圆轨道运行的卫星在关于长轴对称的两点速率相等，故 B 项对；所有同步卫星的轨道半径均相等，故 C 错；沿不同轨道运行的卫星，其轨
2、道平面只要过地心即可，不一定重合，故 D 错。 B 2 ( 2012 福建高考 ) 一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为 v 。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为 m 的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为 知引力常量为 G ，则这颗行星的质量为 ( ) A.m m 析： 选 由题意知行星表面的重力加速度为 g 在行星表面有 g 卫星在行星表面运行时有 m g m 立解得 M m 选项 B 正确。 3 (2012海南高考 )地球同步卫星到地心的距离 M、地球自转周期 表示为 r _。 解析： 根据万有引力定律及圆周运动知识 m (2 T)2r ，可得 r 3
3、2 答案： 3 4 2 4 ( 2012 上海高考 ) 人造地球卫星做半径为 r ，线速度大小为 v 的匀速圆周运动。当其角速度变为原来的24倍后，运动半径为_ ，线速度大小为 _ 。 解析： 由 知，角速度变为原来的24倍后，半径变为 2 r ，由 v r 可知，角速度变为原来的24倍后，线速度大小为22v 。 答案： 2 r 22 v 由以上高考试题可以看出，本专题的高频考点主要集中在万有引力定律的应用、行星、卫星的运行规律、天体质量的估算等方面，难度适中。本专题在高考中还常考查到变轨问题、双星问题等，复习时注意抓住两条主线：一是万有引力等于向心力，二是重力等于向心力。 忆知识 查不足 1
4、必须精通的几种方法 (1)天体质量和密度的估算方法 (2)“变轨问题 ”的处理方法 (3)“双星问题 ”的处理方法 (4)第一宇宙速度的计算方法 2必须明确的易错易混点 (1)任何物体间都存在万有引力，但万有引力定律并不适用于任何物体之间 (2) 只有在两极处的物体所受重力等于万有引力，地球上其他位置处，重力不等于万有引力，有时将二者按近似相等处理 (3) 卫星在稳定的圆周运动中，才有 F 万 F 向 ，否则 F 万 F 向 (4) 同步卫星、近地卫星、地球赤道上物体运动的特点不同 (5) 对于双星问题，求两星球间的万有引力时，公式 F 的 r L ；求星球的向心力时，公式 F 向 r 或 例
5、 1 ( 201 1 福建高考 ) “ 嫦娥二号 ” 是我国月球探测第二期工程的先导星若测得 “ 嫦娥二号 ” 在月球 ( 可视为密度均匀的球体 ) 表面附近圆形轨道运行的周期 T ，已知引力常量为 G ，半径为 R 的球体体积公式 V 43 可估算月球的 ( ) A 密度 B 质量 C 半径 D 自转周期 解析 “ 嫦娥二号 ” 在近月表面做匀速圆周运动，已知周期 T ，有 R 。无法求出月球半径 R 及质量 M ，但结合球体体积公式可估算出密度， A 正确。 答案 A 估算中心天体的质量和密度的两条思路 1 测出中心天体表面的重力加速度 g ，估算天体质量： 而求得 43 R。 2 利用环
6、绕天体的轨道半径 r 、周期 T ，估算天体质量： r 即 42道半径 r R ，则 331 “探路者 ”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现 A、 均匀球形天体，两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是 ( ) A天体 A、 B两颗卫星的线速度一定相等 C天体 A、 D天体 A、 解析： 选 假设某天体有卫星绕其表面旋转，万有引力提供向心力，可得 ，那么该天体的平均密度为 43 卫星的环绕速度 v 面的重力加速度g G 4 以正确答案是 C 、 D 。 例 2 (2012天津高考 ) 一个人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，
7、动能减小为原来的 1/4，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的 ( ) A向心加速度大小之比为 4 1 B角速度大小之比为 2 1 C周期之比为 1 8 D轨道半径之比为 1 2 解析 由万有引力提供向心力，m 得 v 据动能减小为原来的14可知，速度减小为原来的12，轨道半径增加到原来的 4 倍，向心加速度 a 小到原来的1/16 ，向心加速度大小之比为 16 1 ，轨道半径之比为 1 4 ，选项 A 、 D 错误。由角速度公式 知角速度减小为原来的18，角速度大小之比为 8 1 ，根据周期与角速度成反比可知，周期之比为 1 8 ，选项 B 错误， C 正确。 答案 C 人造卫星的 a 、
8、 v 、 、 T 与轨道半径的关系v v 1 1r T 42T a a 1r R 地 时v 7 s 为第一宇宙速度 为最大环绕角速度T 为最小周期a 为最大加速度 g 表2 201 1 年 11 月 3 日， “ 神舟八号 ” 飞船与 “ 天宫一号 ” 目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后 “ 天宫一号 ” 经变轨升到更高的轨道，等待与 “ 神舟九号 ” 交会对接。变轨前和变轨完成后 “ 天宫一号 ” 的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为 速度大小分别为 ( ) 31R 22R 选 “ 天宫一号 ” 做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由 v 变轨前后v 1v 2R 2R 1
9、，选项 B 正确。 B 例 3 1970年 4月 24日，我国自行设计、 制造的第一颗人造地球卫星 “东方红一号 ”发射 成功，开创了我国航天事业的新纪元。 “东方红 一号 ”的运行轨道为椭圆轨道如图 4 1所示，其近 地点 的高度分别为 439 384 ( ) A卫星在 点的势能 B卫星在 点的角速度 图 4 1 C卫星在 点的加速度 D卫星在 .9 km/s 解析 卫星在 点受到的万有引力，所以卫星在 点的加速度， 星离地面越高，线速度越小，角速度越小，重力势能越大，所以星的第一宇宙速度是 7.9 km/s，是最大的环绕速度，所以 答案 1 卫星的 a 、 v 、 、 T 是相互联系的，其
10、中一个量发生变化，其他各量也随之发生变化。 2 a 、 v 、 、 T 均与卫星的质量无关，只由轨道半径 r 和中心天体质量共同决定。 3 卫星变轨时半径的变化，根据万有引力和所需向心力的大小关系判断；稳定在新轨道上的运行速度变化由GM= 4 航天器在不同轨道上运行时机械能不同，轨道半径越大，机械能越大。 5 航天器经过不同轨道相交的同一点时加速度相等，外轨道的速度大于内轨道的速度。 3如图 4 2所示，是某次发射人造卫星的 示意图，人造卫星先在近地圆周轨道 1上 运动，然后改在椭圆轨道 2上运动，最后 在圆周轨道 3上运动， 、 2的交 点， 、 3的交点，人造卫星在轨 道 1上的速度为 上 轨道 2上 轨道 3上的速度为 各速度的大小关系是 ( ) 图 4 2 A v1 B v3 D v1析： 选 在 a 点，由轨道 1 变到轨道 2 ，是离心运动，这说明 F 供 v 1 ；在 b 点，由轨道 2 变到轨道 3 ，还是离心运动，同理，是加速运动，故v 3 v 2 b ，由 v v 1 v 3 ，所以 v 2 a v 1 v 3 v 2 b ， C 正确。 C 点击下图进入 “限时训练” 点击下图进入 “反思训练”
