通用版2017版高考物理大二輪復(fù)習(xí)與增分策略專題三力與物體的曲線運動第2講萬有引力與航天課件

1、第2講萬有引力與航天專題三力與物體的曲線運動知識回扣答案萬有引力勻速圓周2.衛(wèi)星的繞行速度v、角速度、周期T與軌道半徑r的關(guān)系答案3.衛(wèi)星變軌(1)由低軌變高軌，需增大速度，穩(wěn)定在高軌道上時速度比在低軌道 .(2)由高軌變低軌，需減小速度，穩(wěn)定在低軌道上時速度比在高軌道 .4.宇宙速度(1)第一宇宙速度：答案v1 km/s.第一宇宙速度是人造衛(wèi)星的 速度，也是人造地球衛(wèi)星的_ 速度.發(fā)射小大7.9最大環(huán)繞最小答案(2)第二宇宙速度：v2 km/s，使物體掙脫 引力束縛的最小發(fā)射速度.(3)第三宇宙速度：v3 km/s，使物體掙脫 引力束縛的最小發(fā)射速度.太陽11.2地球16.7規(guī)律方法答案1.

2、分析天體運動類問題的一條主線就是F萬F向，抓住黃金代換公式GM .2.確定天體表面重力加速度的方法有：(1)測重力法；(2)單擺法；(3) (或豎直上拋)物體法；(4)近地衛(wèi)星 法.環(huán)繞gR2平拋高考題型1萬有引力定律及天體質(zhì)量和密度的求解高考題型3衛(wèi)星變軌與對接高考題型4雙星與多星問題高考題型2衛(wèi)星運行參量的分析內(nèi)容索引高考題型1萬有引力定律及天體質(zhì)量和密度的求解解題方略解題方略1.利用天體表面的重力加速度g和天體半徑R.2.通過觀察衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運動的周期T和軌道半徑r.解析解析解析研究行星繞某一恒星做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式為：預(yù)測2到目前為止，火星是除了地球

3、以外人類了解最多的行星，已經(jīng)有超過30枚探測器到達過火星，并發(fā)回了大量數(shù)據(jù).如果已知萬有引力常量為G，根據(jù)下列測量數(shù)據(jù)，能夠得出火星密度的是()A.發(fā)射一顆繞火星做勻速圓周運動的衛(wèi)星，測出衛(wèi)星的軌道半徑r和衛(wèi)星 的周期TB.測出火星繞太陽做勻速圓周運動的周期T和軌道半徑rC.發(fā)射一顆貼近火星表面繞火星做勻速圓周運動的飛船，測出飛船運行 的速度vD.發(fā)射一顆貼近火星表面繞火星做勻速圓周運動的飛船，測出飛船運行 的角速度返回解析測出火星繞太陽做勻速圓周運動的周期和軌道半徑，根據(jù)萬有引力提供向心力，可以求出太陽的質(zhì)量，由于火星是環(huán)繞天體，不能求出其質(zhì)量，所以無法求出密度.故B錯誤；解析返回高考題型2

4、衛(wèi)星運行參量的分析例22016年2月1日15點29分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第五顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星.該衛(wèi)星質(zhì)量為m，軌道離地面的高度約為地球半徑R的3倍.已知地球表面的重力加速度為g，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響.則()A.衛(wèi)星的繞行速率大于7.9 km/s解析解析解析7.9 km/s是第一宇宙速度，是衛(wèi)星最大的環(huán)繞速度，所以該衛(wèi)星的速度小于7.9 km/s.故A錯誤；解析預(yù)測3(2016全國乙卷17)利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊.目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6.6倍.假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實現(xiàn)上述目的，則地球

5、自轉(zhuǎn)周期的最小值約為()A.1 h B.4 h C.8 h D.16 h解得T24 h.預(yù)測4(2016四川理綜3)國務(wù)院批復(fù)，自2016年起將4月24日設(shè)立為“中國航天日”.1970年4月24日我國首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星東方紅一號，目前仍然在橢圓軌道上運行，其軌道近地點高度約為440 km，遠地點高度約為2 060 km；1984年4月8日成功發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星運行在赤道上空35 786 km的地球同步軌道上.設(shè)東方紅一號在遠地點的加速度為a1，東方紅二號的加速度為a2，固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a3，則a1、a2、a3的大小關(guān)系為()A.a2a1a3 B.a3a2a1C.

6、a3a1a2 D.a1a2a3解析返回返回高考題型3衛(wèi)星變軌與對接例3近年來， 火星探索計劃不斷推進.如圖1所示， 載人飛行器從地面發(fā)射升空，經(jīng)過一系列的加速和變軌， 在到達“近火星點”Q時， 需要及時制動， 使其成為火星的衛(wèi)星.之后， 又在繞火星軌道上的“近火星點”Q經(jīng)過多次制動， 進入繞火星的圓形工作軌道， 最后制動， 實現(xiàn)飛行器的軟著陸， 到達火星表面.下列說法正確的是()A.飛行器在軌道和軌道上均繞火星運行，所以 具有相同的機械能B.由于軌道與軌道都是繞火星運行，因此飛行 器在兩軌道上運行具有相同的周期C.飛行器在軌道上從P到Q的過程中火星對飛行器的萬有引力做正功D.飛行器經(jīng)過軌道和軌

7、道上的Q 時速率相同解析圖1解析解析飛行器由軌道在Q處必須制動才能進入軌道，所以飛行器在軌道上的機械能小于軌道上的機械能，故A錯誤.根據(jù)開普勒第三定律知，軌道的半長軸比軌道的半徑大，則飛行器在軌道上運行的周期小，故B錯誤.飛行器在軌道上從P到Q的過程中，火星對飛行器的萬有引力與速度方向的夾角小于90，則萬有引力做正功，故C正確.根據(jù)變軌原理知，飛行器經(jīng)過軌道上的Q 時的速率大，故D錯誤.預(yù)測52016年5月，天文愛好者迎來“火星沖日”的美麗天象.“火星沖日”是指火星和太陽正好分處于地球的兩側(cè)，三者幾乎成一直線.若已知火星和地球幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做勻速圓周運動，地球繞太陽的公轉(zhuǎn)周期

8、為T，火星相鄰兩次沖日的時間間隔為t0，則火星繞太陽運行的周期為()解析返回預(yù)測6已知，某衛(wèi)星在赤道上空軌道半徑為r1的圓形軌道上繞地球運行的周期為T，衛(wèi)星運動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，赤道上某城市的人每三天恰好五次看到衛(wèi)星掠過其正上方.假設(shè)某時刻，該衛(wèi)星如圖2所示，在A點變軌進入橢圓軌道，近地點B到地心距離為r2.設(shè)衛(wèi)星由A到B運動的時間為t，地球自轉(zhuǎn)周期為T0，不計空氣阻力.則()解析C.衛(wèi)星在圖中橢圓軌道由A到B時，機械能增大D.衛(wèi)星由圖中圓軌道進入橢圓軌道過程中，機械能不變圖2返回衛(wèi)星在圖中橢圓軌道由A到B時，只有萬有引力做功，機械能守恒，故C錯誤；衛(wèi)星由圓軌道進入橢圓軌道，需減速，則機

9、械能減小，故D錯誤.高考題型4雙星與多星問題解題方略解題方略雙星系統(tǒng)模型有以下特點：(2)兩顆星的周期及角速度都相同，即T1T2，12.(3)兩顆星的半徑與它們之間的距離關(guān)系為：r1r2L.例42016年2月11日，美國科學(xué)家宣布探測到引力波，證實了愛因斯坦100年前的預(yù)測，彌補了愛因斯坦廣義相對論中最后一塊缺失的“拼圖”.雙星的運動是產(chǎn)生引力波的來源之一，假設(shè)宇宙中有一雙星系統(tǒng)由a、b兩顆星體組成，這兩顆星繞它們連線的某一點在萬有引力作用下做勻速圓周運動，測得a星的周期為T，a、b兩顆星的距離為l，a、b兩顆星的軌道半徑之差為r(a星的軌道半徑大于b星的軌道半徑)，則()解析解析解析雙星系統(tǒng)靠相互間的萬有引力提供向心力，角速度大小相等，則周期相等，所以b星的周期為T，故A錯誤；雙星系統(tǒng)靠相互間的萬有引力提供向心力，角速度大小相等，向心力大小相等，則有：預(yù)測7宇宙間存在一些離其他恒星較遠的三星系統(tǒng)，其中有一種三星系統(tǒng)如圖3所示，三顆質(zhì)量均為m的星位于等邊三角形的三個頂點，三角形邊長為L，忽略其他星體對它們的引力作用，三星在同一平面內(nèi)繞三角形中心O做勻速圓周運動，引力常量為G，下列說法正確的是()解析B.每顆星做圓周運動的加速度與三星的質(zhì)量無關(guān)C.若距離L和每顆星的質(zhì)量m都變?yōu)樵瓉淼?倍， 則周期變?yōu)樵瓉淼?倍D.若距離L和每顆星的質(zhì)量m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則線速度變