高三物理高考专题突破万有引力部分)

1、覆高考专题突破：万有引力定律及应用唐一、根底知识要记牢芍1 .万有引力定律表达式l mim2 袄 F = G2r死2.万有引力定律在天体运动中地主要应用公式2, 2芾° 2 = mv- = mg2=mr2. r rT莅(2)G,m = mgr(gr为r处地重力加速度).芍(3)对天体外表地物体 m0,在忽略自转时：GRm0=m0g(式中R为天体半径),可得GM = gR2蝇二、方法技巧要用好方(1)利用天体外表地重力加速度g和天体地半径R计算天体质量和密度.Mm gR2M 3g菜由G至=mg,得M =看,p="=造.前(2)利用天体地卫星：卫星地周期T(或线速度v)和卫星地

2、轨道半径 r计算天体质量和 密度.Mmv24 2蓬由 Gy-nm； = mrr,4, 得 M = 2r G聿假设测天体地密度,将天体地质量 =才成3代入得33 3.3卫星在天体外表与工薄 4 gr3t2> p= GT2P 1 3v2r卫星在天体外表3v2、4GtR3> P= 4tGR2螃三、易错易混要明了膈(1)利用万有引力提供天体圆周运动地向心力估算天体质量,估算地是中央天体地质量而非环绕天体地质量.袈(2)轨道半径与天体半径地关系为r=R+ h,只有在天体外表附近地卫星,才有R?h,r=R.薄【突破练习题】艘1、(2021福建高考)一卫星绕某一行星外表附近做匀速圆周运动,其线速

3、度大小为v.假设宇航员在该行星外表上用弹簧测力计测量一质量为m地物体重力,物体静止时,弹簧测力计地示数为N.引力常量为G,那么这颗行星地质量为()4 mv B.-tt； GNNv4 D/Gm2 mv 蚁 a. GN薇c粤Gm妨2、(2021四川绵阳二诊) 一个物体静止在质量均匀地形星球外表地赤道上.万有引力常量为G,星球密度为p,假设由于星球自转使物体对星球外表地压力恰好为零,那么星球自转地D.B.角速度为4 .薄 A _ G ,34 -第 C. PG n3蚀3、(2021年安徽省合肥市一模)理论上可以证实,质量均匀分布地球壳对壳内物体地引力为零.假定地球地密度均匀,半径为R.假设矿底部和地面

4、处地重力加速度大小之比为那么矿井地深K度为蝴a. (1-K) RB. KR螂 C. (1-J1 ) RD. v'K RK腿一、根底知识要记牢放(1)在研究人造卫星等天体运动时 ,进行了以下近似：中央天体是不动地 ,环绕天体以中央 天体地球心为圆心做匀速圆周运动；环绕天体只受到中央天体地万有引力作用,这个引力提供环绕天体做匀速圆周运动地向心力 .袄(2)同步卫星：膈同步卫星绕地心做匀速圆周运动地周期等于地球地自转周期蕨由仃黑 L爷(R+h),同步卫星都在赤道上空相同地高度上.膈二、方法技巧要用好芈人造卫星地a、v、3、T与轨道半径地关系Mm了=ma-a= 7-一 aayrv=7.9 km

5、/s为第一宇宙速度,3为最大环绕角速度当r = R地时?T为最小周期La为最大加速度第辑【突破练习题】膀1、2021杭州名校质检如下图,发射远程弹道导弹,弹头脱离运载 火箭后,在地球引力作用下,沿椭圆轨道飞行,击中地面目标B.C为椭圆轨 道地远地点,距地面高度为h.地球半径为 R,地球质量为M,引力常量 为G.关于弹头在C点处地速度v和加速度a,以下结论正确地是GM_GM_R h 2GM GMv ：,a =R h r h肄C v 一 GM ,a ,GM. R h R h 2GMGMD. v :. ,a :二2R h R h蚂2、2021吉林市二模某行星和地球绕太阳公转地轨道均可视为圆,每过N年

6、,该行星会运行到日地连线地延长线上,如下图,该行星与地球地公转半径比为量A (5NB.N |()3N -1UIND.N -13)2莅3、(2021山东省潍坊市一模)2021年2月16日凌晨,2021DA14小行星与地球“擦肩而过,距离地球最近约 2.77万公里.据观测,它绕太阳公转地周期约为366天,比地球地公转周期多1天.假设小行星和地球绕太阳运行地轨道均为圆轨道,对应地轨道半径分别为 R、甩线速度大小分别为V1、V2,以下关系式正确地是膀A.忆当R2365B.R3 3662R3 -3652V1 =365v2 366D.曹一、根底知识要记牢蒂(1)当物体做匀速圆周运动时,F供=5需 = mv

7、.r袂(2)当F供F需时,物体做近心运动藏(3)当F供v F需时,物体做离心运动薇二、方法技巧要用好裂(1)当卫星地运行速度 v增大时,即卫星加速,此时卫星所需向心力 m：增大,万有引力缺乏 以提供向心力,卫星将做离心运动,脱离原来地圆轨道,轨道半径变大,克服引力做功,重力势能 增加.但卫星一旦进入新地轨道运行 ,由v=、坪一矢口其运行速度要减小,但重力势能、机械能 均增加.方(2)当卫星地速度忽然减小时,即卫星制动,此时卫星所需向心力乎减小,万有引力大于卫 星所需地向心力,卫星将做向心运动,脱离原来地圆轨道,轨道半彳5变小,引力做正功,重力势能 减少,进入新轨道运行时由v=、怦知运行速度将增

8、大,但重力势能、机械能均减少.(卫星GMm1=ma比拟得地发射和回收就是利用了这一原理)薄(3)卫星绕过不同轨道上地同一点(切点)时,其加速度大小关系可用F =出.蜗三、易错易混要明了稳定在新轨道上地充卫星变轨时半径地变化,根据万有引力和所需向心力地大小关系判断; 运行速度变化由v=1GM判断.建【突破练习题】芳1、2021年6月16日18时37分,执行我国首次载人交会对接任务地“神舟九号载人飞船发射升空,在距地面 343公里地近圆轨道上,与等待已久地“天宫一号实现屡次交会对接、别离,于6月29日10时许成功返回地面,以下关于“神舟九号与“天宫一号地说法 正确地是蟆A.假设再知道“天宫一号地绕

9、行周期,再利用万有引力常量,就可算出地球地质量蛔B .在对接前,“神舟九号轨道应稍低于“天宫一号地轨道,然后让“神舟九号加速追上“天宫一号并与之对接蔓C.在对接前,应让“神舟九号和“天宫一号在同一轨道上绕地球做圆周运动,然后让“神舟九号加速追上“天宫一号并与之对接肇D. “神舟九号返回地面时应在绕行轨道上先减速w 2、2021湖北省模拟假设将来人类登上了火星,考察完毕后,乘坐一艘宇宙飞船从火星返 回地球时,经历了如下图地变轨过程 ,那么有关这艘飞船地以下说法 ,正确地是：螂A.飞船在轨道I上运动时地机械能大于在轨道n上运动时地机械能赚B.飞船在轨道n上运动时,经过P点时地速度大于经箱哼1二过Q

10、点时地速度敦道！Li.一；w C.飞船在轨道山上运动到P点时地加速度等于飞船 一 在轨道n上运动到 P点时地加速度二：3界-1 /谭w D.飞船绕火星在轨道I上运动地周期跟飞船返回地面地过程中绕地球以轨道I同样地轨道半径运动地周期相 同、i、LH队口 十地月转移轨道段a膂3、2021北东市海江区质检 嫦娥二号卫星于 2021年/10月1日发射升空,经历一系列太空飞行后被月球捕获 f飞行示意图如下图,A点位于地月转移轨道上,B、C点 一分别位于卫星被月球捕获后地两个椭圆轨道上,D点位 启于距月球100km圆轨道上,B、C、D所在地轨道相切于E点.以下关于嫦娥二号卫星以下说法正确地是第A.从A点向

11、E点飞行地过程中由于克服地球引力做功速度逐渐减小衿B.从地月转移轨道进入B轨道时需要加速才能被月球捕获赣C.在B轨道上无动力从B点飞到E点地过程中引力做正功 ,动能增加着D.在C轨道上无动力运动时经过E点地速度V1等于在D轨道上无动力运动时经过 E点地速度V2筮【自我演练题】妍1、2021浙江省海宁市质检2005年,美国发射了一个探测器,叫 深度撞击,它地任务是跟 一个彗星相遇,并把携带地将近400千克地重锤发出去撞击彗星,进而研究彗星被撞击之后 地结构.把彗星和地球绕太阳地运行进行简化,如下图,椭圆轨道I为彗星地运行轨道,圆轨道n为地球地运行轨道.以下说法正确地是肇A.彗星在b点速度大于a点

12、速度肄B.彗星在b、c两点时地速度与地球绕太阳运行地速度大小相等衿C.彗星在a点时加速度值比地球绕太阳运行地加速度值大藏D.彗星在b、c两点时地加速度值比地球绕太阳运行地加速度值大腿2、2021四川攀枝花二模在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动地三颗卫星m1、m2、m3,它们地轨道半径分别为 r1、r2、3,且口r23,其中m2为同步卫星,假设三颗卫星在运动过程 中受到地向心力大小相等,那么莅A.相同地时间内,m1通过地路程最大奠B.三颗卫星中,m3地质量最大盆C.三颗卫星中,m3地速度最大黄D. mi绕地球运动地周期小于24小时蔽3、2021福建三明市联考2021年6月18日,神舟九号"

13、;飞船与 天宫一号目标飞行器成功实现自动交会对接.设地球半径为 R,地球外表重力加速度为g .对接成功后神舟九1号"和 天宫一号一起绕地球运行地轨道可视为圆轨道,轨道离地球外表高度约为 R,运行19周期为T,那么20、4二2用A.地球质量为'2±R219 GT2芳B.对接成功后,神舟九号飞船地线速度为40砧19T莆C.对接成功后,神舟九号飞船里地宇航员受到地重力为零蠢D.对接成功后,神舟九号飞船地加速度为g蚁4、2021江苏省名校质检 太阳系以外存在着许多恒星与行星组成地双星系统.它们运行地原理可以理解为,质量为M地恒星和质量为 m地行星M>n,在它们之间地万

14、有引力作用 下有规那么地运动着.如下图,我们可认为行星在以某一定点C为中央、半径为a地圆周上做匀速圆周运动图中没有表示出恒星.设万有引力常量为 G恒星和行星地大小可忽略不计 ： 那么以下图中粗略反映恒星、行星运动地轨道和位置地是« 5、2021湖北联考经长期观测发现,A行星运行地轨道半径为Ro,周期为To,但其实际运行地轨道与圆轨道总存在一些偏离 ,且周期性地每隔t0时间发生一次最大地偏离.如图3所示, 天文学家认为形成这种现象地原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知行星B,那么行星B运动轨道半径为R=R.张圣?B.R=R0t0t.一 TD. R=R3t02:t0 T0蒙6、2021江苏高考2021年8月,“嫦娥二号成功进入了环绕“日地拉格朗日点地轨道 ,我国成为世界上第三个造访该点地国家如图5所示,该拉格朗日点位于太阳和地球连线地延长线上,一飞行器处于该点,在几乎不消耗燃料地情况下与地同步绕太阳做圆周运动,那么此飞行器地一走海州匚?/ / ； 蟆a.线速度大于地球地线速度：/太阳6 ：i qJ rh if Fi i* d与 Lf f L|T f&；* WJ荽B .向心加速度大于地球地向心加速度 1嵋C.向心力仅由太阳地引力提供神D.向心力仅由地球地引力提供蛰7、202