高考物理總復(fù)習(xí) 考查點9 萬有引力定律考點解讀學(xué)案

1、3/3考查點9萬有引力定律考情分析測試內(nèi)容測試要求考情分析萬有引力定律A15年T15、16年T2、T20、17年T10人造地球衛(wèi)星A近四年均未考到宇宙速度A15年T10、16年T22知識梳理考點1萬有引力定律A(1)開普勒第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是_ ,太陽處在其中的一個_上(2)開普勒第二定律：對任意一個行星來說 ,它與太陽的連線在相同的時間內(nèi)掃過相等的_(3)開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的_的比值都相等 ,即eq f(a3,T2)k.(4)萬有引力定律內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引 ,引力的方向在它們的連線上 ,引力的大小與_成正比 ,與它們之間_成

2、反比(5)萬有引力定律公式：_ ,通常取G_Nm2/kg2 ,G是比例系數(shù) ,叫引力常量(6)萬有引力定律適用條件：公式適用于_間的相互作用當(dāng)兩物體間的距離遠大于物體本身的大小時 ,物體可視為質(zhì)點；均勻的球體可視為質(zhì)點 ,r是_間的距離；對一個均勻球體與球外一個質(zhì)點的萬有引力的求解也適用 ,其中r為球心到_間的距離(7)利用萬有引力定律計算天體的質(zhì)量方法一：找一個待測天體的衛(wèi)星 ,測出衛(wèi)星的軌道半徑r和做勻速圓周運動的周期T ,由Geq f(Mm,r2)meq f(42,T2)r ,變形可得Meq f(42r3,GT2).(8)利用萬有引力定律計算天體的質(zhì)量方法二：測出待測天體的半徑R及其外表

3、的重力加速度g ,由Geq f(Mm,R2)mg變形可得Meq f(gR2,G).【典例1】(2019蘇州模擬)兩個質(zhì)點相距r時 ,它們之間的萬有引力為F ,假設(shè)它們間的距離縮短為eq f(r,2) ,其中一個質(zhì)點的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍 ,另一質(zhì)點質(zhì)量保持不變 ,那么它們之間的萬有引力為() A2F B C8F D【解析】由萬有引力公式FGeq f(Mm,R2) ,兩物體間的距離縮短為eq f(r,2) ,其中一個質(zhì)點的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍 ,那么力變?yōu)樵瓉淼?倍 ,C正確【答案】C【點撥】考查對萬有引力定律公式的理解與應(yīng)用【變式1】(2019鹽城模擬)2016年12月22日我國首顆二氧化碳探測衛(wèi)

4、星發(fā)射成功 ,衛(wèi)星在離地面高h的圓軌道上繞地球運動地球的質(zhì)量為M、半徑為R ,衛(wèi)星的質(zhì)量為m AGeq f(mM,R)BGeq f(mM,Rh) CGeq f(mM,R2) DGeq f(mM,blc(rc)(avs4alco1(Rh)2)考點2人造地球衛(wèi)星A(1)人造地球衛(wèi)星的運動可看成是勻速圓周運動 ,它所需的向心力由_提供 ,即Geq f(Mm,r2)meq f(v2,r)mr2meq blc(rc)(avs4alco1(f(2,T)2r.(2)人造地球衛(wèi)星的線速度v_ ,隨著軌道半徑的增大 ,衛(wèi)星的線速度_(3)人造地球衛(wèi)星的角速度_ ,隨著軌道半徑的增大 ,衛(wèi)星的角速度_(4)人造地

5、球衛(wèi)星的周期T_ ,隨著軌道半徑的增大 ,衛(wèi)星的周期_(5)人造地球衛(wèi)星繞地球運行時 ,處于_狀態(tài) ,并不是不受重力作用 ,是因為重力完全用來提供衛(wèi)星做圓周運動的向心力【典例2】兩顆人造衛(wèi)星的質(zhì)量之比m1m212 ,軌道半徑之比R1R231.求：(1)兩顆衛(wèi)星運行的線速度之比；(2)兩顆衛(wèi)星運行的角速度之比；(3)兩顆衛(wèi)星運行的周期之比；(4)兩顆衛(wèi)星運行的向心加速度之比；(5)兩顆衛(wèi)星運行的向心力之比【解析】(1)因為Geq f(Mm,R2)meq f(v2,R) ,所以veq r(f(GM,R)eq f(1,r(R)故eq f(v1,v2)eq r(f(R2,R1)eq r(f(1,3)e

6、q f(r(3),3).(2)因為Geq f(Mm,R2)m2R ,所以eq r(f(GM,R3)eq f(1,r(R3)故eq f(1,2)eq r(f(Req oal(3,2),Req oal(3,1)eq f(r(3),9).(3)因為Geq f(Mm,R2)meq f(42,T2)R ,所以T2eq r(f(R3,GM)eq r(R3) ,故eq f(T1,T2)eq r(f(Req oal(3,1),Req oal(3,2)3eq r(3).(4)因為Geq f(Mm,R2)ma ,所以aGeq f(M,R2)eq f(1,R2) ,故eq f(a1,a2)eq f(Req oal(

7、2,2),Req oal(2,1)eq f(1,9).(5)因為F向Geq f(Mm,R2)eq f(m,R2)故eq f(F1,F2)eq f(f(1,32),f(2,12)118.【答案】(1)eq r(3)3(2)eq r(3)9(3)3eq r(3)1(4)19(5)118【點撥】將衛(wèi)星的運動看成勻速圓周運動 ,其所需向心力由萬有引力提供【變式2】(2019揚州模擬)各行星繞太陽運轉(zhuǎn)的軌道如下圖 ,假設(shè)圖中各行星只受太陽引力 ,并繞太陽做勻速圓周運動 ,以下說法中正確的選項是() A離太陽越近的行星運行周期越小 B離太陽越近的行星運行周期越大 C離太陽越近的行星角速度越小 D各行星運行

8、的角速度相同考點3宇宙速度A(1)第一宇宙速度(環(huán)繞速度)：v_km/s.衛(wèi)星繞地球外表附近做圓周運動的速度 ,是發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度假設(shè)7.9km/sv11.2km/s ,物體繞_運行(2)第二宇宙速度(脫離速度)：v_km/s.物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度假設(shè)11.2km/sv16.7km/s ,物體繞_運行(3)第三宇宙速度(逃逸速度)：v_km/s ,物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度假設(shè)v16.7km/s ,物體將脫離_在宇宙空間運行【典例3】(2019徐州模擬)關(guān)于第一宇宙速度 ,以下說法正確的選項是() A我們把11.2km/s叫做第一宇宙速度 B它是月球繞地球飛行的速度

9、 C它是地球同步衛(wèi)星繞地球飛行的速度D它是人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動的速度【解析】第一宇宙速度是人造衛(wèi)星衛(wèi)星繞地球外表附近做圓周運動的速度 ,是發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度 ,大小為7.9km/s ,D正確【答案】D【點撥】地球同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)同步 ,所有國家發(fā)射的同步衛(wèi)星均有以下特點：周期相同(24h)、軌道相同(軌道平面一定在赤道平面內(nèi))、高度相同(在地表36 000km上空)、運行速率相同和定點在赤道上方某一處相對于地面靜止【變式3】(2019揚州模擬)我國自主研發(fā)的“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中含有同步衛(wèi)星 ,關(guān)于同步衛(wèi)星以下說法中正確的選項是() A同步衛(wèi)星處于平衡狀態(tài) B同步衛(wèi)星

10、的線速度是不變的 C同步衛(wèi)星的高度是一定的 D線速度應(yīng)大于第一宇宙速度隨堂練習(xí)1.(2019江蘇真題)土星的兩顆衛(wèi)星“土衛(wèi)十和“土衛(wèi)十一環(huán)繞土星做圓周運動 ,它們的質(zhì)量之比約為3.61 ,軌道半徑近似相等 ,那么土星對“土衛(wèi)十和“土衛(wèi)十一的萬有引力之比約為() A13.6 B3.61 C.eq r(3.6)1 D1312(2019江蘇真題)物理學(xué)開展歷程中 ,在前人研究根底上經(jīng)過多年的嘗試性計算首先發(fā)表行星運動的三個定律的科學(xué)家是() A哥白尼 B第谷 C伽利略 D開普勒3(2019江蘇真題)依據(jù)牛頓的理論 ,兩黑洞之間萬有引力的大小F與它們之間距離r滿足() AF與r成正比 BF與r2成正比

11、 CF與r成反比 DF與r2成反比4(2019江蘇真題)“天琴方案需要從地面發(fā)射三顆衛(wèi)星 ,假設(shè)發(fā)射時要先將衛(wèi)星送入繞地球的橢圓軌道那么衛(wèi)星發(fā)射速度() A等于第一宇宙速度 B等于第二宇宙速度 C介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間 D介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之間第5題圖5(2019江蘇真題)如下圖 ,在地面上發(fā)射一個飛行器 ,進入近地圓軌道并繞地球運行 ,其發(fā)射速度v應(yīng)滿足() Av7.9km/s Bv7.9km/s Cv11.2km/s Dv11.2km/s(2019揚州模擬)“神舟十一號載人飛船于2016年10月19日36“天宮二號圍繞地球做圓周運動 ,是由于受到萬有引力作用我國羅俊院士團隊的引力實驗室因其算出世界最精確的萬有引力常數(shù)而被外國專家稱為世界“引力中心 ,關(guān)于萬有引力定律的公式 ,以下說法正確的選項是() AFkxBFGeq f(m1m2,r2) CFmaDFkeq f(q1q2,r2)第7題圖7假設(shè)“天宮二號與“神州十一號都圍繞地球做勻速圓周運動 ,用A代表“神舟十一號 ,B代表“天宮二號 ,它們對接前做圓周運動的情形如下圖 ,那么以下說法中正確的選項是