高三物理高考專題突破萬有引力部分)

1、覆高考專題突破：萬有引力定律及應(yīng)用唐一、根底知識要記牢芍1 .萬有引力定律表達式l mim2 襖 F = G2r死2.萬有引力定律在天體運動中地主要應(yīng)用公式2, 2芾° 2 = mv- = mg2=mr2. r rT蒞(2)G,m = mgr(gr為r處地重力加速度).芍(3)對天體外表地物體 m0,在忽略自轉(zhuǎn)時：GRm0=m0g(式中R為天體半徑),可得GM = gR2蠅二、方法技巧要用好方(1)利用天體外表地重力加速度g和天體地半徑R計算天體質(zhì)量和密度.Mm gR2M 3g菜由G至=mg,得M =看,p="=造.前(2)利用天體地衛(wèi)星：衛(wèi)星地周期T(或線速度v)和衛(wèi)星地

2、軌道半徑 r計算天體質(zhì)量和 密度.Mmv24 2蓬由 Gy-nm； = mrr,4, 得 M = 2r G聿假設(shè)測天體地密度,將天體地質(zhì)量 =才成3代入得33 3.3衛(wèi)星在天體外表與工薄 4 gr3t2> p= GT2P 1 3v2r衛(wèi)星在天體外表3v2、4GtR3> P= 4tGR2螃三、易錯易混要明了膈(1)利用萬有引力提供天體圓周運動地向心力估算天體質(zhì)量,估算地是中央天體地質(zhì)量而非環(huán)繞天體地質(zhì)量.袈(2)軌道半徑與天體半徑地關(guān)系為r=R+ h,只有在天體外表附近地衛(wèi)星,才有R?h,r=R.薄【突破練習(xí)題】艘1、(2021福建高考)一衛(wèi)星繞某一行星外表附近做勻速圓周運動,其線速

3、度大小為v.假設(shè)宇航員在該行星外表上用彈簧測力計測量一質(zhì)量為m地物體重力,物體靜止時,彈簧測力計地示數(shù)為N.引力常量為G,那么這顆行星地質(zhì)量為()4 mv B.-tt； GNNv4 D/Gm2 mv 蟻 a. GN薇c粵Gm妨2、(2021四川綿陽二診) 一個物體靜止在質(zhì)量均勻地形星球外表地赤道上.萬有引力常量為G,星球密度為p,假設(shè)由于星球自轉(zhuǎn)使物體對星球外表地壓力恰好為零,那么星球自轉(zhuǎn)地D.B.角速度為4 .薄 A _ G ,34 -第 C. PG n3蝕3、(2021年安徽省合肥市一模)理論上可以證實,質(zhì)量均勻分布地球殼對殼內(nèi)物體地引力為零.假定地球地密度均勻,半徑為R.假設(shè)礦底部和地面

4、處地重力加速度大小之比為那么礦井地深K度為蝴a. (1-K) RB. KR螂 C. (1-J1 ) RD. v'K RK腿一、根底知識要記牢放(1)在研究人造衛(wèi)星等天體運動時 ,進行了以下近似：中央天體是不動地 ,環(huán)繞天體以中央 天體地球心為圓心做勻速圓周運動；環(huán)繞天體只受到中央天體地萬有引力作用,這個引力提供環(huán)繞天體做勻速圓周運動地向心力 .襖(2)同步衛(wèi)星：膈同步衛(wèi)星繞地心做勻速圓周運動地周期等于地球地自轉(zhuǎn)周期蕨由仃黑 L爺(R+h),同步衛(wèi)星都在赤道上空相同地高度上.膈二、方法技巧要用好羋人造衛(wèi)星地a、v、3、T與軌道半徑地關(guān)系Mm了=ma-a= 7-一 aayrv=7.9 km

5、/s為第一宇宙速度,3為最大環(huán)繞角速度當(dāng)r = R地時?T為最小周期La為最大加速度第輯【突破練習(xí)題】膀1、2021杭州名校質(zhì)檢如下圖,發(fā)射遠程彈道導(dǎo)彈,彈頭脫離運載 火箭后,在地球引力作用下,沿橢圓軌道飛行,擊中地面目標(biāo)B.C為橢圓軌 道地遠地點,距地面高度為h.地球半徑為 R,地球質(zhì)量為M,引力常量 為G.關(guān)于彈頭在C點處地速度v和加速度a,以下結(jié)論正確地是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螞2、2021吉林市二模某行星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)地軌道均可視為圓,每過N年

6、,該行星會運行到日地連線地延長線上,如下圖,該行星與地球地公轉(zhuǎn)半徑比為量A (5NB.N |()3N -1UIND.N -13)2蒞3、(2021山東省濰坊市一模)2021年2月16日凌晨,2021DA14小行星與地球“擦肩而過,距離地球最近約 2.77萬公里.據(jù)觀測,它繞太陽公轉(zhuǎn)地周期約為366天,比地球地公轉(zhuǎn)周期多1天.假設(shè)小行星和地球繞太陽運行地軌道均為圓軌道,對應(yīng)地軌道半徑分別為 R、甩線速度大小分別為V1、V2,以下關(guān)系式正確地是膀A.憶當(dāng)R2365B.R3 3662R3 -3652V1 =365v2 366D.曹一、根底知識要記牢蒂(1)當(dāng)物體做勻速圓周運動時,F供=5需 = mv

7、.r袂(2)當(dāng)F供F需時,物體做近心運動藏(3)當(dāng)F供v F需時,物體做離心運動薇二、方法技巧要用好裂(1)當(dāng)衛(wèi)星地運行速度 v增大時,即衛(wèi)星加速,此時衛(wèi)星所需向心力 m：增大,萬有引力缺乏 以提供向心力,衛(wèi)星將做離心運動,脫離原來地圓軌道,軌道半徑變大,克服引力做功,重力勢能 增加.但衛(wèi)星一旦進入新地軌道運行 ,由v=、坪一矢口其運行速度要減小,但重力勢能、機械能 均增加.方(2)當(dāng)衛(wèi)星地速度忽然減小時,即衛(wèi)星制動,此時衛(wèi)星所需向心力乎減小,萬有引力大于衛(wèi) 星所需地向心力,衛(wèi)星將做向心運動,脫離原來地圓軌道,軌道半彳5變小,引力做正功,重力勢能 減少,進入新軌道運行時由v=、怦知運行速度將增

8、大,但重力勢能、機械能均減少.(衛(wèi)星GMm1=ma比擬得地發(fā)射和回收就是利用了這一原理)薄(3)衛(wèi)星繞過不同軌道上地同一點(切點)時,其加速度大小關(guān)系可用F =出.蝸三、易錯易混要明了穩(wěn)定在新軌道上地充衛(wèi)星變軌時半徑地變化,根據(jù)萬有引力和所需向心力地大小關(guān)系判斷; 運行速度變化由v=1GM判斷.建【突破練習(xí)題】芳1、2021年6月16日18時37分,執(zhí)行我國首次載人交會對接任務(wù)地“神舟九號載人飛船發(fā)射升空,在距地面 343公里地近圓軌道上,與等待已久地“天宮一號實現(xiàn)屢次交會對接、別離,于6月29日10時許成功返回地面,以下關(guān)于“神舟九號與“天宮一號地說法 正確地是蟆A.假設(shè)再知道“天宮一號地繞

9、行周期,再利用萬有引力常量,就可算出地球地質(zhì)量蛔B .在對接前,“神舟九號軌道應(yīng)稍低于“天宮一號地軌道,然后讓“神舟九號加速追上“天宮一號并與之對接蔓C.在對接前,應(yīng)讓“神舟九號和“天宮一號在同一軌道上繞地球做圓周運動,然后讓“神舟九號加速追上“天宮一號并與之對接肇D. “神舟九號返回地面時應(yīng)在繞行軌道上先減速w 2、2021湖北省模擬假設(shè)將來人類登上了火星,考察完畢后,乘坐一艘宇宙飛船從火星返 回地球時,經(jīng)歷了如下圖地變軌過程 ,那么有關(guān)這艘飛船地以下說法 ,正確地是：螂A.飛船在軌道I上運動時地機械能大于在軌道n上運動時地機械能賺B.飛船在軌道n上運動時,經(jīng)過P點時地速度大于經(jīng)箱哼1二過Q

10、點時地速度敦道！Li.一；w C.飛船在軌道山上運動到P點時地加速度等于飛船 一 在軌道n上運動到 P點時地加速度二：3界-1 /譚w D.飛船繞火星在軌道I上運動地周期跟飛船返回地面地過程中繞地球以軌道I同樣地軌道半徑運動地周期相 同、i、LH隊口 十地月轉(zhuǎn)移軌道段a膂3、2021北東市海江區(qū)質(zhì)檢 嫦娥二號衛(wèi)星于 2021年/10月1日發(fā)射升空,經(jīng)歷一系列太空飛行后被月球捕獲 f飛行示意圖如下圖,A點位于地月轉(zhuǎn)移軌道上,B、C點 一分別位于衛(wèi)星被月球捕獲后地兩個橢圓軌道上,D點位 啟于距月球100km圓軌道上,B、C、D所在地軌道相切于E點.以下關(guān)于嫦娥二號衛(wèi)星以下說法正確地是第A.從A點向

11、E點飛行地過程中由于克服地球引力做功速度逐漸減小衿B.從地月轉(zhuǎn)移軌道進入B軌道時需要加速才能被月球捕獲贛C.在B軌道上無動力從B點飛到E點地過程中引力做正功 ,動能增加著D.在C軌道上無動力運動時經(jīng)過E點地速度V1等于在D軌道上無動力運動時經(jīng)過 E點地速度V2筮【自我演練題】妍1、2021浙江省海寧市質(zhì)檢2005年,美國發(fā)射了一個探測器,叫 深度撞擊,它地任務(wù)是跟 一個彗星相遇,并把攜帶地將近400千克地重錘發(fā)出去撞擊彗星,進而研究彗星被撞擊之后 地結(jié)構(gòu).把彗星和地球繞太陽地運行進行簡化,如下圖,橢圓軌道I為彗星地運行軌道,圓軌道n為地球地運行軌道.以下說法正確地是肇A.彗星在b點速度大于a點

12、速度肄B.彗星在b、c兩點時地速度與地球繞太陽運行地速度大小相等衿C.彗星在a點時加速度值比地球繞太陽運行地加速度值大藏D.彗星在b、c兩點時地加速度值比地球繞太陽運行地加速度值大腿2、2021四川攀枝花二模在赤道平面內(nèi)繞地球做勻速圓周運動地三顆衛(wèi)星m1、m2、m3,它們地軌道半徑分別為 r1、r2、3,且口r23,其中m2為同步衛(wèi)星,假設(shè)三顆衛(wèi)星在運動過程 中受到地向心力大小相等,那么蒞A.相同地時間內(nèi),m1通過地路程最大奠B.三顆衛(wèi)星中,m3地質(zhì)量最大盆C.三顆衛(wèi)星中,m3地速度最大黃D. mi繞地球運動地周期小于24小時蔽3、2021福建三明市聯(lián)考2021年6月18日,神舟九號"

13、;飛船與 天宮一號目標(biāo)飛行器成功實現(xiàn)自動交會對接.設(shè)地球半徑為 R,地球外表重力加速度為g .對接成功后神舟九1號"和 天宮一號一起繞地球運行地軌道可視為圓軌道,軌道離地球外表高度約為 R,運行19周期為T,那么20、4二2用A.地球質(zhì)量為'2±R219 GT2芳B.對接成功后,神舟九號飛船地線速度為40砧19T莆C.對接成功后,神舟九號飛船里地宇航員受到地重力為零蠢D.對接成功后,神舟九號飛船地加速度為g蟻4、2021江蘇省名校質(zhì)檢 太陽系以外存在著許多恒星與行星組成地雙星系統(tǒng).它們運行地原理可以理解為,質(zhì)量為M地恒星和質(zhì)量為 m地行星M>n,在它們之間地萬

14、有引力作用 下有規(guī)那么地運動著.如下圖,我們可認(rèn)為行星在以某一定點C為中央、半徑為a地圓周上做勻速圓周運動圖中沒有表示出恒星.設(shè)萬有引力常量為 G恒星和行星地大小可忽略不計 ： 那么以下圖中粗略反映恒星、行星運動地軌道和位置地是« 5、2021湖北聯(lián)考經(jīng)長期觀測發(fā)現(xiàn),A行星運行地軌道半徑為Ro,周期為To,但其實際運行地軌道與圓軌道總存在一些偏離 ,且周期性地每隔t0時間發(fā)生一次最大地偏離.如圖3所示, 天文學(xué)家認(rèn)為形成這種現(xiàn)象地原因可能是A行星外側(cè)還存在著一顆未知行星B,那么行星B運動軌道半徑為R=R.張圣?B.R=R0t0t.一 TD. R=R3t02:t0 T0蒙6、2021江蘇高考2021年8月,“嫦娥二號成功進入了環(huán)繞“日地拉格朗日點地軌道 ,我國成為世界上第三個造訪該點地國家如圖5所示,該拉格朗日點位于太陽和地球連線地延長線上,一飛行器處于該點,在幾乎不消耗燃料地情況下與地同步繞太陽做圓周運動,那么此飛行器地一走海州匚?/ / ； 蟆a.線速度大于地球地線速度：/太陽6 ：i qJ rh if Fi i* d與 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.向心力僅由太陽地引力提供神D.向心力僅由地球地引力提供蟄7、202