2019高考物理二轮复习 专题一 力与运动 第4讲 万有引力定律及其应用课件

1、专题一 力与运动 第4讲万有引力定律及其应用 建体系记要点 研考向提能力 做真题明考向 目 录 ONTENTS 限训练通高考 1(2016高考全国卷高考全国卷，T14)关于行星运动的规律，下列关于行星运动的规律，下列 说法符合史实的是说法符合史实的是() A开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 B开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的 规律规律 C开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些 规律运动的原因规律运动的原因 D开普勒

2、总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 解析：解析：开普勒在前人天文观测数据的基础上总结出了行星运开普勒在前人天文观测数据的基础上总结出了行星运 动的规律，但没有找出行星按照这些规律运动的原因，而牛动的规律，但没有找出行星按照这些规律运动的原因，而牛 顿发现了万有引力定律顿发现了万有引力定律 答案：答案：B 2(2016高考全国卷高考全国卷，T17)利用三颗位置适当的地球同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讯目步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯目 前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的前，

3、地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍假设地倍假设地 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，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则地球自转周期的最小值约为() A1 hB.4 h C8 h D16 h 答案：答案：B 3(2017高考全国卷高考全国卷，T14)2017年年4月，我国成功发射的月，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接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆可视为圆 轨道轨道)

4、运行与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的运行与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的 () A周期变大周期变大 B速率变大速率变大 C动能变大动能变大 D向心加速度变大向心加速度变大 答案：答案：C 4(2018高考全国卷高考全国卷，T16)2018年年2月，我国月，我国500 m口径口径 射电望远镜射电望远镜(天眼天眼)发现毫秒脉冲星发现毫秒脉冲星“J03180253”，其自转，其自转 周期周期T5.19 ms.假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有 引力常量为引力常量为6.6710 11 Nm2/kg2.以周期 以周期T稳定自转的星体的稳定自转的星体的

5、 密度最小值约为密度最小值约为() A5109 kg/m3 B51012 kg/m3 C51015 kg/m3 D51018 kg/m3 答案：答案：C 5(多选多选)(2017高考全国卷高考全国卷，T19)如图，海王星绕太阳沿如图，海王星绕太阳沿 椭圆轨道运动，椭圆轨道运动，P为近日点，为近日点，Q为远日点，为远日点，M、N为轨道短轴为轨道短轴 的两个端点，运行的周期为的两个端点，运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的若只考虑海王星和太阳之间的 相互作用，则海王星在从相互作用，则海王星在从P经经M、Q到到N的运动过程中的运动过程中() 从从M到到Q的运动过程中引力与速度的夹角大于的运动

6、过程中引力与速度的夹角大于90，因此引，因此引 力做负功，从力做负功，从Q到到N的过程中，引力与速度的夹角小于的过程中，引力与速度的夹角小于90， 因此引力做正功，即海王星从因此引力做正功，即海王星从M到到N的过程中万有引力先做的过程中万有引力先做 负功后做正功，负功后做正功，D项正确项正确 答案：答案：CD 6(多选多选)(2018高考全国卷高考全国卷，T20)2017年，人类第一次直年，人类第一次直 接探测到来自双中子星合并的引力波根据科学家们复原的接探测到来自双中子星合并的引力波根据科学家们复原的 过程，在两颗中子星合并前约过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约时，它们相距约

7、400 km， 绕二者连线上的某点每秒转动绕二者连线上的某点每秒转动12圈将两颗中子星都看作是圈将两颗中子星都看作是 质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛 顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星() A质量之积质量之积B质量之和质量之和 C速率之和速率之和D各自的自转角速度各自的自转角速度 答案：答案：BC 考情分析考情分析 命题特点与趋势命题特点与趋势怎么考怎么考 1近几年有关万有引力定律及其应用的题目在高考中通常近几年有关万有引力定律及其应用的题目在高考中通常 以选择题的形式出现，

8、极个别情况下会出现在计算题中，难以选择题的形式出现，极个别情况下会出现在计算题中，难 度一般中等；在考查内容上一般考查天体运动参量间的关系、度一般中等；在考查内容上一般考查天体运动参量间的关系、 天体质量天体质量(密度密度)的估算、万有引力定律等基本概念和基本规的估算、万有引力定律等基本概念和基本规 律的理解与应用，有时还会涉及能量知识，同时还会考查运律的理解与应用，有时还会涉及能量知识，同时还会考查运 用控制变量法进行定性判断或定量计算的能力用控制变量法进行定性判断或定量计算的能力 2从命题趋势上看，分析人造卫星的运行规律仍是考试中从命题趋势上看，分析人造卫星的运行规律仍是考试中 的热点，以

9、近几年中国及世界空间技术和宇宙探索为背景的的热点，以近几年中国及世界空间技术和宇宙探索为背景的 题目备受青睐，会形成新情景的物理题题目备受青睐，会形成新情景的物理题 解题要领解题要领怎么做怎么做 1正确理解万有引力及万有引力定律，掌握天体质量和密正确理解万有引力及万有引力定律，掌握天体质量和密 度的估算方法，熟悉一些天体的运行常识度的估算方法，熟悉一些天体的运行常识 2结合牛顿第二定律、向心力公式和万有引力定律分析计结合牛顿第二定律、向心力公式和万有引力定律分析计 算卫星运行及卫星变轨问题算卫星运行及卫星变轨问题 答案：答案：C 2(2018湖南长沙市高三统考湖南长沙市高三统考)2016年年1

10、1月月17日日12时时41分，分， 我国航天员景海鹏、陈冬踏上返回之旅他们在我国航天员景海鹏、陈冬踏上返回之旅他们在“天宫二号天宫二号” 空间实验室已工作生活了空间实验室已工作生活了30天，创造了中国航天员太空驻留天，创造了中国航天员太空驻留 时间的新纪录假设未来的某一天我国宇航员登上某一星球，时间的新纪录假设未来的某一天我国宇航员登上某一星球， 测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，倍， 而该星球的平均密度与地球的差不多，则该星球质量大约是而该星球的平均密度与地球的差不多，则该星球质量大约是 地球质量的地球质量的() A2倍倍

11、B.4倍倍 C8倍倍 D16倍倍 答案：答案：C 3(2018东北三省四市教研联合体联考东北三省四市教研联合体联考)2016年年12月月23日据日据 科技日报科技日报报道，使用传统火箭的时候，从地球出发前往报道，使用传统火箭的时候，从地球出发前往 火星的单程火星的单程“旅行旅行”大约是大约是6到到7个月，相比传统引擎，如果个月，相比传统引擎，如果 电磁驱动引擎能够成功投入实际运用，人类可以在电磁驱动引擎能够成功投入实际运用，人类可以在10个星期个星期 内抵达火星，中国已经开发出了低轨道太空测试设备，目前内抵达火星，中国已经开发出了低轨道太空测试设备，目前 安装在了安装在了“天宫二号天宫二号”上

12、进行测试，处于领先地位若能将上进行测试，处于领先地位若能将 飞行器飞行器P送到火星附近使其绕火星做匀速圆周运动，如图所送到火星附近使其绕火星做匀速圆周运动，如图所 示，火星相对飞行器的张角为示，火星相对飞行器的张角为，火星半径为，火星半径为R，飞行器绕火，飞行器绕火 星做匀速圆周运动的轨道半径为星做匀速圆周运动的轨道半径为r，已知万有引力常量，已知万有引力常量G，若，若 想求得火星的质量，下列条件满足的是想求得火星的质量，下列条件满足的是() A若测得飞行器周期和火星半径若测得飞行器周期和火星半径R，可得到火星的质量，可得到火星的质量 B若测得飞行器周期和轨道半径若测得飞行器周期和轨道半径r，

13、可得到火星的质量，可得到火星的质量 C若测得飞行器周期和张角若测得飞行器周期和张角，可得到火星的质量，可得到火星的质量 D以上条件都不能单独得到火星的质量以上条件都不能单独得到火星的质量 答案：答案：B 典例展示典例展示1(2018江苏六市高三第二次联考江苏六市高三第二次联考)2016年，年，“神舟神舟 十一号十一号”飞船和飞船和“天宫二号天宫二号”在距地面在距地面393 km的圆轨道上顺利对的圆轨道上顺利对 接，接，“天宫二号天宫二号”运行轨道比运行轨道比“天宫一号天宫一号”运行轨道高出了运行轨道高出了 50 km，则，则() A“天宫二号天宫二号”运动的周期大于运动的周期大于“天宫一号天宫

14、一号”运动的周期运动的周期 B“天宫二号天宫二号”运动的速度大于运动的速度大于“天宫一号天宫一号”运动的速度运动的速度 C“天宫二号天宫二号”运动的加速度大于运动的加速度大于“天宫一号天宫一号”运动的加速度运动的加速度 D“天宫二号天宫二号”运动的角速度大于运动的角速度大于“天宫一号天宫一号”运动的角速度运动的角速度 答案答案A 方法技巧方法技巧 分析卫星运行参量的分析卫星运行参量的“一模型一模型”“”“两思路两思路” (1)一种模型：一种模型：无论是自然天体无论是自然天体(如地球、月亮如地球、月亮)还是人造天体还是人造天体 (如宇宙飞船、人造卫星如宇宙飞船、人造卫星)都可以看作质点，围绕中心

15、天体都可以看作质点，围绕中心天体(视视 为静止为静止)做匀速圆周运动，如例题中的中心天体为地球做匀速圆周运动，如例题中的中心天体为地球 4.如图所示，如图所示，A为近地气象卫星，为近地气象卫星，B为远地通信卫星，假设它为远地通信卫星，假设它 们都绕地球做匀速圆周运动已知地球半径为们都绕地球做匀速圆周运动已知地球半径为R，卫星，卫星A距距 地面高度可忽略不计，卫星地面高度可忽略不计，卫星B距地面高度为距地面高度为h，不计卫星间的，不计卫星间的 相互作用力则下列说法正确的是相互作用力则下列说法正确的是() 答案：答案：D 答案：答案：AD 6.国务院批复，自国务院批复，自2016年起将年起将4月月

16、24日设日设 立为立为“中国航天日中国航天日”.1970年年4月月24日我日我 国首次成功发射的人造卫星东方红一号，国首次成功发射的人造卫星东方红一号， 目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道 近地点高度约为近地点高度约为440 km，远地点高度约，远地点高度约 为为2 060 km；1984年年4月月8日成功发射的东方红二号卫星运行日成功发射的东方红二号卫星运行 在赤道上空在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上设东方红一号在的地球同步轨道上设东方红一号在 远地点的加速度为远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为，东方红二号的加速度为a2，固定在地，固定在地

17、球赤道上的物体随地球自转的加速度为球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则，则a1、a2、a3的大的大 小关系为小关系为() Aa2a1a3B.a3a2a1 Ca3a1a2 Da1a2a3 答案：答案：D 典例展示典例展示22018年年6月月2日，我国成功发射高分六号遥感日，我国成功发射高分六号遥感 卫星如图所示是卫星发射过程中的某一次变轨示意图，卫卫星如图所示是卫星发射过程中的某一次变轨示意图，卫 星从椭圆轨道星从椭圆轨道上的远地点上的远地点Q改变速度进入地球同步轨道改变速度进入地球同步轨道， P点为椭圆轨道的近地点下列说法正确的是点为椭圆轨道的近地点下列说法正确的是() A卫星在椭圆轨道

18、卫星在椭圆轨道上运行时，在上运行时，在P点的速度等于在点的速度等于在Q点的点的 速度速度 B卫星在椭圆轨道卫星在椭圆轨道上的上的Q点的速度小于在同步轨道点的速度小于在同步轨道上上 的的Q点的速度点的速度 C卫星在椭圆轨道卫星在椭圆轨道上的上的Q点加速度大于在同步轨道点加速度大于在同步轨道上上 的的Q点的加速度点的加速度 D卫星耗尽燃料后，在微小阻力的作用下，机械能减小，卫星耗尽燃料后，在微小阻力的作用下，机械能减小， 轨道半径变小，动能变小轨道半径变小，动能变小 思路探究思路探究(1)卫星在不同轨道上的加速度大小由什么决定？卫星在不同轨道上的加速度大小由什么决定？ (2)卫星变轨运动的原因是什么？卫星变轨运动的原因是什么？ 答案答案B (4)卫星经过不同轨道相交的同一点时加速度相等卫星经过不同轨道相交的同一点时加速度相等(如例题中如例题中Q 点的加速度相等点的加速度相等