高三物理一轮 第四章 第4讲 万有引力与航天综述

1、第四章第四章 曲线运动曲线运动 万有引力万有引力第4讲万有引力与航天考纲解读掌握万有引力定律的内容、公式及应用掌握万有引力定律的内容、公式及应用.理解环绕速度的含义并会求解理解环绕速度的含义并会求解.了解第二和第三宇宙速度了解第二和第三宇宙速度.考点一考点一考点二考点二考点三考点三考点四考点四考点五考点五考点六考点六限时自测限时自测练出高分练出高分 考点一 万有引力定律的理解1.内容自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成 ，与它们之间距离r的平方成 .2.表达式F_，G为引力常量：G6.671011 Nm2/kg2.3.适用条件(1)

2、公式适用于 间的相互作用.当两个物体间的距离远大于物体本身的大小时，物体可视为质点.(2)质量分布均匀的球体可视为质点，r是 的距离.正比反比两球心间质点 【考点逐项排查】答案 考点一 万有引力定律的理解 m2R大mg答案 考点一 万有引力定律的理解 思维深化答案 考点一 万有引力定律的理解1.静止在地面上的物体随地球自转做匀速圆周运动.下列说法正确的是()A.物体受到的万有引力和支持力的合力总是指向地心B.物体做匀速圆周运动的周期与地球自转周期相等C.物体做匀速圆周运动的加速度等于重力加速度D.物体对地面压力的方向与万有引力的方向总是相同【题组阶梯突破】12答案 考点一 万有引力定律的理解2

3、.由中国科学院、中国工程院两院院士评出的2012年中国十大科技进展新闻，于2013年1月19日揭晓，“神九”载人飞船与“天宫一号”成功对接和“蛟龙”号下潜突破7 000米分别排在第一、第二.若地球半径为R，把地球看做质量分布均匀的球体.“蛟龙”下潜深度为d，“天宫一号”轨道距离地面高度为h，“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的加速度之比为()R-dRR+h 12解析答案 考点一 万有引力定律的理解 规律总结返回 考点二 中心天体质量和密度的估算 m2r 【考点逐项排查】答案 考点二 中心天体质量和密度的估算 周期T答案 考点二 中心天体质量和密度的估算 【题组阶梯突破】435解析答案 考点二

4、 中心天体质量和密度的估算4.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()435解析答案 考点二 中心天体质量和密度的估算5.(多选)公元2100年，航天员准备登陆木星，为了更准确了解木星的一些信息，到木星之前做一些科学实验，当到达与木星表面相对静止时，航天员对木星表面发射一束激光，经过时间t，收到激光传回的信号，测得相邻两次看到日出的时间间隔是T，测得航天员所在航天器的速度为v，已知引力常量G，激光的速度为c，则() 知道木星的质量和半径，可以求出木星的密度AD435解析答案 考点二 中心天体

5、质量和密度的估算 规律总结返回 考点三 卫星运行参量的比较与计算1卫星的各物理量随轨道半径变化的规律 规律越高越慢【考点逐项排查】答案 考点三 卫星运行参量的比较与计算2.极地卫星和近地卫星(1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖.(2)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为 km/s.(3)两种卫星的轨道平面一定通过地球的 .7.9 球心答案 考点三 卫星运行参量的比较与计算同步卫星的六个“一定”轨道平面一定角速度一定周期一定速率一定高度一定绕行方向一定轨道平面与赤道平面共面与地球

6、自转周期相同，T=24 h与地球自转的角速度相同 与地球自转方向一致：自西向东 内容呈现 考点三 卫星运行参量的比较与计算6.如图，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是()A.甲的向心加速度比乙的小B.甲的运行周期比乙的小C.甲的角速度比乙的大D.甲的线速度比乙的大【题组阶梯突破】768解析答案 考点三 卫星运行参量的比较与计算768解析答案 考点三 卫星运行参量的比较与计算8研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比()A距地面的高度变

7、大B向心加速度变大C线速度变大D角速度变大与地球的自转周期相同，T变大 768解析答案 考点三 卫星运行参量的比较与计算技巧点拨返回 考点四 卫星变轨问题分析 减小增大增大减小增大近心小【考点逐项排查】大离心答案相关视频 考点四 卫星变轨问题分析 考点四 卫星变轨问题分析9.(多选)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，下面说法正确的是()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.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

8、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都是地球卫星，vvI空气阻力做负功，轨道半径减小，环绕速度变大.航天员受到地球引力作用，此时引力充当向心力，产生向心加速度，航天员处于失重状态【题组阶梯突破】10911解析答案 考点四 卫星变轨问题分析10.(多选)如图所示,搭载着“嫦娥二号”卫星的“长征三号丙”运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射,卫星由地面发射后,进入地月转移轨道,经多次变轨最终进入距离月球表面100 km,周期为118 min的工作轨道，开始对月球进行探测.下列说法正确的是( )A.卫星在轨道上的运动速度比月球的第一宇宙速度

9、小B.卫星在轨道上经过P点的速度比在轨道上经过P点时大C.卫星在轨道上运动周期比在轨道上短D.卫星在轨道上的机械能比在轨道上多ACD向内变轨，在切点P减速10911解析答案 考点四 卫星变轨问题分析11.2013年12月2日凌晨1时30分，嫦娥三号月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空.这是继2007年嫦娥一号、2010年嫦娥二号之后，我国发射的第3颗月球探测器，也是首颗月球软着陆探测器.嫦娥三号携带有一台无人月球车，重3吨多，是我国设计的最复杂的航天器.如图所示为其飞行轨道示意图，则下列说法正确的是()A.嫦娥三号的发射速度应该大于11.2 km/sB.嫦娥三号在环月轨道1上P点的加速度大于在

10、环月轨道2上P点的加速度C.嫦娥三号在环月轨道2上运动周期比在环月轨道1上运行周期小D.嫦娥三号在动力下降段中一直处于完全失重状态10911答案 考点四 卫星变轨问题分析卫星变轨问题卫星变轨问题“四个四个”物理量的规律分析物理量的规律分析规律总结 返回 考点五 宇宙速度的理解与计算 2.宇宙速度与运动轨迹的关系(1)v发 km/s时，卫星绕地球做匀速圆周运动.(2)7.9 km/sv发 km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆.(3)11.2 km/sv发OB，则()A.星球A的质量一定大于星球B的质量B.星球A的线速度一定大于星球B的线速度C.双星间距离一定，双星的质量越大，其转动周期越大D.双

11、星的质量一定，双星间距离越大，其转动周期越大2134567891011解析答案 练出高分答案 BD2134567891011vARA，vBRB，B正确. 练出高分5.(多选)“天宫一号”与“神舟八号”交会对接成功，标志着我国对接技术上迈出了重要一步.如图所示为二者对接前做圆周运动的情形，M代表“神舟八号”，N代表“天宫一号”，则()A.M发射速度大于第二宇宙速度B.M适度加速有可能与N实现对接C.对接前，M的运行速度大于N的运行速度D.对接后，它们的速度大于第一宇宙速度解析“神舟八号”绕地球飞行，故其发射速度小于第二宇宙速度，故A错误；“神舟八号”轨道半径低，适当加速后“神舟八号”做离心运动可

12、实现与高轨道的“天宫一号”对接，故B正确；BC2134567891011对接后，它们一起绕地球圆周运动，故其速度小于第一宇宙速度，故D错误.解析答案 练出高分2134567891011解析答案 练出高分答案 ACD2134567891011 练出高分7.如图所示，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动.据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动.以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小.以下判断正确的是()A.a2a3a1 B.a2a1a3C.a3a1a2 D.a3a2a1D2134567891011解析答案 练出高分D2134567891011解析答案 练出高分2134567891011解析答案 练出高分答案 D2134567891011 练出高分2134567891011解析答案 练出高分答案 BC2134567891011 练出高分11.2012年6月18日，“神舟九号”宇宙飞船与“天宫一号”成功对接，在发射时，“神舟九号”宇宙飞船首先要发射到离地面很近的圆轨