高三物理萬有引力與航天高考二輪知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)教學(xué)ppt

1、高三物理萬有引力與航天高考二輪知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)專(Zhuan)題第一頁，共三十一頁。網(wǎng)絡(luò)(Luo)構(gòu)建第二頁，共三十一頁?？碱}二人(Ren)造衛(wèi)星問題考(Kao)題三雙星與多星問題欄目索引考題一天體質(zhì)量(密度)的估算第三頁，共三十一頁。考題一天體質(zhì)(Zhi)量(密度)的估算求(Qiu)解中心天體質(zhì)量密度的方法1.利用天體表面的重力加速度g和天體半徑R求解方法指導(dǎo)2.利用衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)求解第四頁，共三十一頁。第五頁，共三十一頁。解(Jie)析例1宇宙中有兩(Liang)顆相距無限遠(yuǎn)的恒星S1、S2，半徑均為R0.圖1分別是兩顆恒星周圍行星的公轉(zhuǎn)周期T2與半徑r3的圖象，則()A.恒星S1的質(zhì)

2、量大于恒星S2的質(zhì)量B.恒星S1的密度小于恒星S2的密度C.恒星S1的第一宇宙速度大于恒星S2的第一宇宙速度D.距兩恒星表面高度相同的行星，S1的行星向心加 速度較大圖1典例剖析第六頁，共三十一頁。因?yàn)閮深w恒星(Xing)的半徑相等，所以體積相等，故恒星(Xing)S1的密度小于恒星S2的密度，故B對(duì).行(Xing)星向心加速度a ，行星距兩恒星表面高度相同，故質(zhì)量越大，加速度越大，故D錯(cuò).第七頁，共三十一頁。1.地質(zhì)勘探發(fā)現(xiàn)某地區(qū)表面的重力加速度發(fā)生了較大的變化，懷疑地下有空腔區(qū)域.進(jìn)一步探測發(fā)現(xiàn)在地面P點(diǎn)的正下方有一球形空腔區(qū)域儲(chǔ)藏有天然氣，如圖2所示.假設(shè)該地區(qū)巖石均勻分布且密度為，天然

3、氣的密度遠(yuǎn)小于，可忽略不計(jì).如果沒有該空腔，地球表面正常的重力加速度大小為g；由于空腔的存(Cun)在，現(xiàn)測得P點(diǎn)處的重力加速度大小為kg(k1).已知引力常量為G，球形空腔的球心深度為d，則此球形空腔的體積是()解(Jie)析變式訓(xùn)練123圖2第八頁，共三十一頁。解析如果將近地表的球形空腔填滿密度為的巖石，則該地區(qū)重力加速度便回到正(Zheng)常值，因此，如果將空腔填滿，地面質(zhì)量為m的物體重力為mg，沒有填滿時(shí)是kmg，故空腔填滿后引起的引力為(1k)mg；123第九頁，共三十一頁。2.某行星外圍有一圈厚(Hou)度為d的發(fā)光帶(發(fā)光的物質(zhì))，簡化為如圖3甲所示模型，R為該行星除發(fā)光帶以外

4、的半徑.現(xiàn)不知發(fā)光帶是該行星的組成部分還是環(huán)繞該行星的衛(wèi)星群，某科學(xué)家做了精確地觀測，發(fā)現(xiàn)發(fā)光帶繞行星中心的運(yùn)行速度與到行星中心的距離r的關(guān)系如圖乙所示(圖中所標(biāo)量為已知)，則下列說法正確的是()123圖(Tu)3第十頁，共三十一頁。123解(Jie)析第十一頁，共三十一頁。解析若發(fā)光帶是該行(Xing)星的組成部分，則其角速度與行(Xing)星自轉(zhuǎn)角速度相同，應(yīng)有vr，v與r應(yīng)成正比，與圖不符，因此該發(fā)光帶不是該行星的組成部分，故A錯(cuò)誤，123第十二頁，共三十一頁。3.“嫦娥二號(hào)”繞月衛(wèi)星于2010年10月1日18時(shí)59分57秒在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，并獲得了圓滿成功.“嫦娥二號(hào)”新開辟

5、了地月之間的“直航航線”，即直接發(fā)射至地月轉(zhuǎn)移軌道，再進(jìn)入距月面(Mian)約h1105 m的圓形工作軌道，開始進(jìn)行科學(xué)探測活動(dòng).設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g月，萬有引力常量為G，則下列說法正確的是()解(Jie)析返回123第十三頁，共三十一頁。123解(Jie)析第十四頁，共三十一頁。返(Fan)回123第十五頁，共三十一頁?？碱}二人(Ren)造衛(wèi)星問題方法指(Zhi)導(dǎo)第十六頁，共三十一頁。例2為“照亮”嫦娥四號(hào)“駕臨”月球背面之路，一顆承載地月中轉(zhuǎn)通信任(Ren)務(wù)的中繼衛(wèi)星將在嫦娥四號(hào)發(fā)射前半年進(jìn)入到地月拉格朗日L2點(diǎn).如圖4所示，在該點(diǎn)，地球、月球和中繼衛(wèi)星位于同一直線

6、上，且中繼衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道周期與月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道周期相同，則()A.中繼衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由地球和月球的 引力共同提供B.中繼衛(wèi)星的線速度大小小于月球的線速度大小C.中繼衛(wèi)星的加速度大小大于月球的加速度大小D.在地面發(fā)射中繼衛(wèi)星的速度應(yīng)大于第二宇宙速度解(Jie)析典例剖析圖4第十七頁，共三十一頁。解析衛(wèi)星的向心力由月球和地球引力的合力提供，則A正確.衛(wèi)星與月球繞地球同步運(yùn)動(dòng)，角速度(Du)相等，根據(jù)vr，知衛(wèi)星的線速度大于月球的線速度.故B錯(cuò)誤；根據(jù)ar2知，衛(wèi)星的向心加速度大于月球的向心加速度.故C正確；在地面發(fā)射中繼衛(wèi)星的速度應(yīng)小于第二宇宙速度，則D錯(cuò)誤.第十八頁

7、，共三十一頁。4.(全國丙卷14)關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，下列說法符合史實(shí)的是()A.開普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上(Shang)，導(dǎo)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律B.開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律C.開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因D.開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律解析開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上總結(jié)出了開普勒天體運(yùn)動(dòng)三定律，找出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，而牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律.解(Jie)析45變式訓(xùn)練第十九頁，共三十一頁。5.水星或金星運(yùn)行到地球和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)稱為“行星凌日”.已知地球的公轉(zhuǎn)周期(Qi)為365天

8、，若將水星、金星和地球的公轉(zhuǎn)軌道視為同一平面內(nèi)的圓軌道，理論計(jì)算得到水星相鄰兩次凌日的時(shí)間間隔為116天，金星相鄰兩次凌日的時(shí)間間隔為584天，則下列判斷合理的是()A.地球的公轉(zhuǎn)周期大約是水星的2倍B.地球的公轉(zhuǎn)周期大約是金星的1.6倍C.金星的軌道半徑大約是水星的3倍D.實(shí)際上水星、金星和地球的公轉(zhuǎn)軌道平面存在一定的夾角，所以水星或 金星相鄰兩次凌日的實(shí)際時(shí)間間隔均大于題干所給數(shù)據(jù)解(Jie)析返回45第二十頁，共三十一頁。解析水星相鄰兩次凌日的時(shí)間間隔為t116天，設(shè)水星的周期為T1，則(Ze)有： ，代入數(shù)據(jù)解得T188天，可知地球公轉(zhuǎn)周期大約是水星的4倍，故A錯(cuò)誤；金星相鄰兩次凌日的

9、時(shí)間間隔為584天，設(shè)金星的周期為T3，則有：2，代入數(shù)據(jù)解得T3225天，可知地球的公轉(zhuǎn)周期大約是金星的1.6倍，故B正確；45解(Jie)析第二十一頁，共三十一頁。返(Fan)回45由所給資料，若運(yùn)行軌道平面(Mian)不存在夾角，那么行星凌日間隔時(shí)間會(huì)與理論時(shí)間一致，而實(shí)際與理論不同，故運(yùn)行軌道平面(Mian)必然存在夾角，故D正確.第二十二頁，共三十一頁。 考題三雙(Shuang)星與多星問題方(Fang)法指導(dǎo)第二十三頁，共三十一頁。2.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的雙星問題中需要注意的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)雙星繞它們連線上(Shang)的某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，兩星軌道半徑之和與兩星距離相等；(2)雙星做

10、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度必相等，因此周期也必然相等；(3)雙星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由雙星間相互作用的萬有引力提供，大小相等；(4)列式時(shí)須注意，萬有引力定律表達(dá)式中的r表示雙星間的距離，而不是軌道半徑(雙星系統(tǒng)中兩顆星的軌道半徑一般不同).抓住以上四個(gè)“相等”，即向心力、角速度、周期相等，軌道半徑之和與兩星距離相等，即可順利求解此類問題.第二十四頁，共三十一頁。典例(Li)剖析例3天體A和B組成雙星系統(tǒng)，圍繞兩球心連線上的某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期均為T.天體A、B的半徑之比為21，兩天體球心之間的距離為R，且R遠(yuǎn)(Yuan)大于兩天體的半徑.忽略天體的自轉(zhuǎn)，天體A、B表面重力加速度之比為41，引

11、力常量為G，求A天體的質(zhì)量.第二十五頁，共三十一頁。答(Da)案思維規(guī)范流(Liu)程對(duì)A、B分別列牛頓第二定律表達(dá)式 對(duì)A：G 對(duì)B：G 軌道半徑與兩天體之間關(guān)系 R在A、B表面：FBG 對(duì)A：4mg 對(duì)B：mg 結(jié)論 得M1 R1R2每式各2分第二十六頁，共三十一頁。6.美國在2016年2月11日宣布“探測到引力波的(De)存在”.天文學(xué)家通過觀測雙星軌道參數(shù)的變化來間接驗(yàn)證引力波的存在，證實(shí)了GW150914是一個(gè)36倍太陽質(zhì)量的黑洞和一個(gè)29倍太陽質(zhì)量的黑洞合并事件.假設(shè)這兩個(gè)黑洞繞它們連線上的某點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，且這兩個(gè)黑洞的間距緩慢減小.若該黑洞系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中各自質(zhì)量不變且不受其他星

12、系的影響，則關(guān)于這兩個(gè)黑洞的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A.這兩個(gè)黑洞運(yùn)行的線速度大小始終相等B.這兩個(gè)黑洞做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小始終相等C.36倍太陽質(zhì)量的黑洞軌道半徑比29倍太陽質(zhì)量的黑洞軌道半徑大D.隨兩個(gè)黑洞的間距緩慢減小，這兩個(gè)黑洞運(yùn)行的周期也在減小解(Jie)析67變式訓(xùn)練第二十七頁，共三十一頁。解(Jie)析解析這兩個(gè)黑洞共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，根據(jù)vr可知，由于不知道兩個(gè)黑洞的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑關(guān)系，所以線速度大小不一定相等，故A錯(cuò)誤；根據(jù)a2r可知，由于不知道兩個(gè)黑洞的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑關(guān)系，所以向心加速度大小不一定相等，故B錯(cuò)誤；兩個(gè)黑洞都是做圓周運(yùn)動(dòng)，則 m12r1m22r2，可以得(De)到半徑與質(zhì)量成反比關(guān)系，質(zhì)量大的半徑小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；67第二十八頁，共三十一頁。67第二十九頁，共三十一頁。7.由三顆星體構(gòu)成的系統(tǒng)，叫做三星系統(tǒng).有這樣一種簡單