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1、48級(jí)高三物理二輪學(xué)案專題5天體運(yùn)動(dòng)【典型例題】類型一、對(duì)天體質(zhì)量與密度的考查例1.科學(xué)家在南極冰層中發(fā)現(xiàn)了形成于30億年前的火星隕石,并從中發(fā)現(xiàn)了過(guò)去微生物的生命跡象,從此火星隕石變得異常珍貴.中國(guó)新聞網(wǎng)報(bào)道:2011年7月墜落于摩洛哥的隕石被證實(shí)來(lái)自于火星.某同學(xué)根據(jù)平時(shí)收集來(lái)的部分火星資料(如圖1所示),計(jì)算出火星的密度,再與這顆隕石的密度進(jìn)行比較(G是引力常量,忽略火星自轉(zhuǎn)的影響).下列計(jì)算火星密度的公式,正確的是C也D業(yè)GT2Dnd3答案CD類型二、對(duì)人造衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的考查例2.我國(guó)于2013年發(fā)射“神舟十號(hào)”載人飛船與“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器對(duì)接.如圖4所示,開始對(duì)接前,“天宮一號(hào)”
2、在高軌道,“神舟十號(hào)”飛船在低軌道各自繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng), 距離地面的高度分別為h1和h2,地球半徑為A,“天宮一號(hào)”運(yùn)行周期約為90分鐘.則以下 說(shuō)法正確的是()A.B.C.“天宮一號(hào)”“天宮一號(hào)”“天宮一號(hào)”跟“神舟十號(hào)”的線速度大小之比為,一, r 、,(R+h )2跟“神舟十號(hào)”的向心加速度大小之比云*(R十叫)2的角速度比地球同步衛(wèi)星的角速度大D. “天宮一號(hào)”的線速度大于7.9 km/s答案BC類型三、對(duì)衛(wèi)星變軌問(wèn)題的考查例3.很多國(guó)家發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí),先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓形軌道1運(yùn)行,然后在Q點(diǎn)點(diǎn)火,使 其沿橢圓軌道2運(yùn)行,最后在P點(diǎn)再次點(diǎn)火,將衛(wèi)星送入同步圓形軌道3運(yùn)行,如
3、圖5所示.已 知軌道1、2相切于Q點(diǎn),軌道2、3相切于P點(diǎn).若只考慮地球?qū)πl(wèi)星的引力作用,則衛(wèi)星分 別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí),下列說(shuō)法正確的是()班級(jí):姓名:學(xué)號(hào):成績(jī):一若衛(wèi)星在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)的周期分別為TT2、T3,則有T1T2T3衛(wèi)星沿軌道2由Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)引力做負(fù)功,衛(wèi)星與地球組成的系 統(tǒng)機(jī)械能守恒根據(jù)公式0=3何知,衛(wèi)星在軌道3上的運(yùn)行速度大于在軌道1上的運(yùn)行速度根據(jù)v= ;乎可知,衛(wèi)星在軌道2上任意位置的速度都小于在軌道1上的運(yùn)行速度答案B【變式訓(xùn)練】承載著我國(guó)載人飛船和空間飛行器交會(huì)對(duì)接技術(shù)的“天宮一號(hào)”已于2011年9月29日成功發(fā)射, 隨后發(fā)射了 “神舟八
4、號(hào)”飛船并與其實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接.假設(shè)“天宮一號(hào)”和“神舟八號(hào)”做勻速 圓周運(yùn)動(dòng)的軌道如圖2所示,A代表“天宮一號(hào)”,B代表“神舟八號(hào)”,虛線為各自的軌 道.“天宮一號(hào)”和“神舟八號(hào)”離地高度分別為hh2,運(yùn)行周期分別為孔、T2,引力常量 為G,則以下說(shuō)法正確的是()利用以上數(shù)據(jù)可計(jì)算出地球密度和地球表面的重力加速度/ f tf“神舟八號(hào)”受到的地球引力和運(yùn)行速度均大于“天宮一號(hào)”受到的11 地球引力和運(yùn)行速度”、“神舟八號(hào)”加速有可能與“天宮一號(hào)”實(shí)現(xiàn)對(duì)接若宇航員在“天宮一號(hào)”太空艙無(wú)初速度釋放小球,小球?qū)⒆鲎杂陕潴w運(yùn)動(dòng)答案AC北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自行研制開發(fā)的區(qū)域性三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)CNS
5、S),建成后的北斗衛(wèi) 星導(dǎo)航系統(tǒng)包括5顆同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星.關(guān)于這些衛(wèi)星,以下說(shuō)法正確的是()5顆同步衛(wèi)星的軌道半徑都相同5顆同步衛(wèi)星的運(yùn)行軌道必定在同一平面內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定大于第一宇宙速度導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星中,運(yùn)行軌道半徑越大的,周期越小 答案AB為紀(jì)念伽利略將望遠(yuǎn)鏡用于天文觀測(cè)400周年,2009年被定為以“探索我的宇宙”為主題的國(guó)際天文年.我國(guó)發(fā)射的“嫦娥-人生在勤,志達(dá)天下一一量變?yōu)樵瓉?lái)的化倍假設(shè)將來(lái)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(shí),經(jīng)歷了如圖7所示一號(hào)”衛(wèi)星繞月球經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行,完成了既定任務(wù),于2009年3月1日16時(shí)13分成功
6、撞 月.如圖3所示為“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星撞月的模擬圖,衛(wèi)星在控制點(diǎn)1開始進(jìn)入撞月軌道,假設(shè) 衛(wèi)星繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R周期為引力常量為G,根據(jù)題中信息,以下說(shuō)法 正確的是()可以求出月球的質(zhì)量可以求出月球?qū)Α版隙鹨惶?hào)”衛(wèi)星的引力C .“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星在控制點(diǎn)1處應(yīng)加速D.“嫦娥一號(hào)”在地面的發(fā)射速度大于11.2 km/s答案A我國(guó)的航天事業(yè)發(fā)展迅速,到目前為止,我們不僅有自己的同步通信衛(wèi)星,也有自主研發(fā)的“神舟” 系列飛船,還有自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)).其中“神舟”系列 飛船繞地球做圓軌道飛行的高度僅有幾百千米;北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星繞地球做圓軌道飛行 的高度達(dá)
7、2萬(wàn)多千米.對(duì)于它們運(yùn)行過(guò)程中的下列說(shuō)法正確的是()“神舟”系列飛船的加速度小于同步衛(wèi)星的加速度“神舟”系列飛船的角速度小于同步通信衛(wèi)星的角速度北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星的運(yùn)行周期一定大于“神舟”系列飛船的運(yùn)行周期同步衛(wèi)星所受的地球引力一定大于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星所受的地球引力答案C北京時(shí)間2013年2月16日凌晨,直徑約45米、質(zhì)量約13萬(wàn)噸的小行星“2012DA14”,以大約每 小時(shí)2.8萬(wàn)公里的速度由印度洋蘇門答臘島上空掠過(guò),與地球表面最近距離約為2.7萬(wàn)公里,這 一距離已經(jīng)低于地球同步衛(wèi)星的軌道.但它對(duì)地球沒(méi)有造成影響,對(duì)地球的同步衛(wèi)星也幾乎沒(méi)D.小行星在Q點(diǎn)沒(méi)有被地球俘獲變成地球的衛(wèi)星,是因?yàn)?/p>
8、它在Q點(diǎn)的速度大于第二宇宙速度答案BC假設(shè)將來(lái)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(shí),經(jīng)歷了如圖7所示的變軌過(guò)程,則有關(guān)這艘飛船的下列說(shuō)法正確的是() 飛船在軌道I上運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能大于飛船在軌道II上運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能飛船在軌道II上運(yùn)動(dòng)時(shí),經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度 飛船在軌道III上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度等于飛船在軌道II上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度 飛船繞火星在軌道I上運(yùn)動(dòng)的周期跟飛船返回地球的過(guò)程中繞地球以與軌道I同樣的軌道 半徑運(yùn)動(dòng)的周期相同答案BC(2013-山東20)雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成,兩恒星在相互引力的作用下,分別圍繞其連線上的某一點(diǎn) 做周期相同的勻速圓
9、周運(yùn)動(dòng).研究發(fā)現(xiàn),雙星系統(tǒng)演化過(guò)程中,兩星的總質(zhì)量、距離和周期均 可能發(fā)生變化.若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為乙經(jīng)過(guò)一段時(shí)間演化后,兩星總質(zhì)兩星之間的距離變?yōu)樵瓉?lái)的n倍,則此時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的周期為S答案B的變軌過(guò)程,則有關(guān)這艘飛船的下列說(shuō)法正確的是地球軌道2012DA14 軌道有影響.這顆小行星圍繞太陽(yáng)飛行,其運(yùn)行軌道與地球非常相似,根據(jù)天文學(xué)家的估算,它下 一次接近地球大約是在2046年,假設(shè)圖6中的P、Q是地球與小行星最近時(shí)的位置,下列說(shuō)法 正確的是小行星對(duì)地球的軌道沒(méi)有造成影響,地球?qū)π⌒行堑能壍酪膊粫?huì)造成影響只考慮太陽(yáng)的引力,地球在P點(diǎn)的加速度大于小行星在Q點(diǎn)的飛船在軌道I上運(yùn)動(dòng)時(shí)的
10、機(jī)械能大于飛船在軌道II上運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能飛船在軌道II上運(yùn)動(dòng)時(shí),經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度 軌*軌ii=f、c.飛船在軌道m(xù)上運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)時(shí)的加速度等于飛船在軌道I上運(yùn)動(dòng)到p次軌道點(diǎn)時(shí)的加速度飛船繞火星在軌道I上運(yùn)動(dòng)的周期跟飛船返回地球的過(guò)程中繞地球以與軌道I同樣的軌道半徑運(yùn)動(dòng)的周期相同答案BC加速度只考慮地球的引力,小行星在Q點(diǎn)的加速度大于同步衛(wèi)星在軌道上的加速度-人生在勤,萬(wàn)有引力定律揭示了天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律與地上物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有內(nèi)在的一致性.(1)用彈簧秤稱量一個(gè)相對(duì)于地球靜止的小物體的重量,隨稱量位置的變化可能會(huì)有不同的結(jié)志達(dá)天下2果.已知地球質(zhì)量為M,自轉(zhuǎn)周期為萬(wàn)有引力常量為G.將地球視為半徑為R、質(zhì)量均勻分布的球體,不考慮空氣的影響.設(shè)在地球北極地面稱量時(shí),彈簧秤的讀數(shù)是尸若在北極上空高出地面處稱量,彈簧秤讀數(shù)為七,求比值Fl/FQ的表達(dá)式,并就h=LQ%R的情形算出具體數(shù)
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