2025屆高考物理二輪專題復習與測試模塊一力與運動專題四萬有引力定律的理解和應用課件

專題四萬有引力定律的理解和應用[專題復習定位]1．通過建立天體運動的環(huán)繞模型，能夠熟練分析天體的運動特點。2．能夠利用圓周運動知識分析天體變軌的原理和能量變化情況。3．能夠熟練分析“雙星模型”問題。高考真題再現(xiàn)PART01第一部分√√命題點2萬有引力定律的理解和應用2．(2024·安徽卷，T5)2024年3月20日，我國探月工程四期鵲橋二號中繼星成功發(fā)射升空。當?shù)诌_距離月球表面某高度時，鵲橋二號開始進行近月制動，并順利進入捕獲軌道運行，如圖所示，軌道的半長軸約為51900km。后經多次軌道調整，進入凍結軌道運行，軌道的半長軸約為9900km，周期約為24h，則鵲橋二號在捕獲軌道運行時(

)A．周期約為144hB．近月點的速度大于遠月點的速度C．近月點的速度小于在凍結軌道運行時近月點的速度D．近月點的加速度大于在凍結軌道運行時近月點的加速度√3．(2024·廣西卷，T1)潮汐現(xiàn)象出現(xiàn)的原因之一是在地球的不同位置海水受到月球的引力不相同。圖中a、b和c處單位質量的海水受月球引力大小在(

)A．a處最大B．b處最大C．c處最大D．a、c處相等，b處最小√√√√√命題點3衛(wèi)星和天體運行的分析7．(2024·新課標卷，T16)天文學家發(fā)現(xiàn)，在太陽系外的一顆紅矮星有兩顆行星繞其運行，其中行星GJ1002c的軌道近似為圓，軌道半徑約為日地距離的0.07，周期約為0.06年，則這顆紅矮星的質量約為太陽質量的(

)A．0.001 B．0.1C．10倍 D．1000倍√8.(2024·湖北卷，T4)太空碎片會對航天器帶來危害。設空間站在地球附近沿逆時針方向做勻速圓周運動，如圖中實線所示。為了避開碎片，空間站在P點向圖中箭頭所指徑向方向極短時間噴射氣體，使空間站獲得一定的反沖速度，從而實現(xiàn)變軌。變軌后的軌道如圖中虛線所示，其半長軸大于原軌道半徑，則(

)A．空間站變軌前、后在P點的加速度相同B．空間站變軌后的運動周期比變軌前的小C．空間站變軌后在P點的速度比變軌前的小D．空間站變軌前的速度比變軌后在近地點的大解析：在P點變軌前后空間站所受到的萬有引力不變，空間站變軌前、后在P點的加速度相同，故A正確；因為變軌后其半長軸大于原軌道半徑，空間站變軌后的運動周期比變軌前的大，故B錯誤；變軌后在P點因反沖運動相當于瞬間獲得豎直向下的速度，原水平向左的圓周運動速度不變，因此合速度變大，故C錯誤；由于空間站變軌后在P點的速度比變軌前大，而比在近地點的速度小，則空間站變軌前的速度比變軌后在近地點的小，故D錯誤?！?.(多選)(2024·河北卷，T8)2024年3月20日，鵲橋二號中繼星成功發(fā)射升空，為嫦娥六號在月球背面的探月任務提供地月間中繼通信。鵲橋二號采用周期為24h的環(huán)月橢圓凍結軌道(如圖)，近月點A距月心約為2.0×103km，遠月點B距月心約為1.8×104km，CD為橢圓軌道的短軸，下列說法正確的是(

BD

)A．鵲橋二號從C經B到D的運動時間為12hB．鵲橋二號在A、B兩點的加速度大小之比約為81∶1C．鵲橋二號在C、D兩點的速度方向垂直于其與月心的連線D．鵲橋二號在地球表面附近的發(fā)射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s√√√11.(2023·湖北卷，T2)2022年12月8日，地球恰好運行到火星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線，此現(xiàn)象被稱為“火星沖日”。火星和地球幾乎在同一平面內沿同一方向繞太陽做圓周運動，火星與地球的公轉軌道半徑之比約為3∶2，如圖所示。根據(jù)以上信息可以得出(

)A．火星與地球繞太陽運動的周期之比約為27∶8B．當火星與地球相距最遠時，兩者的相對速度最大C．火星與地球表面的自由落體加速度大小之比約為9∶4D．下一次“火星沖日”將出現(xiàn)在2023年12月8日之前√題型分類講練PART02第二部分√題型一開普勒定律的理解和應用已知地球同步衛(wèi)星距地面的高度約為地球半徑的6倍，月球繞地球一圈的時間約為27天。如圖，某時刻地球、月球和同步衛(wèi)星的中心在一條直線，此時月球到同步衛(wèi)星的距離與地球半徑之比約為(

)

A．28

B．48

C．56

D．632．天體運行的基本規(guī)律√考向1天體運行中的失重現(xiàn)象空間站是一種在近地軌道長時間運行、可供航天員工作和生活的載人航天器，其運行軌道可以近似為圓。圖甲為我國三名航天員站立在空間站內地板上的情景，圖乙是航天員王亞平在空間站做的實驗。已知同步衛(wèi)星的軌道半徑大于近地軌道半徑，下列說法正確的是(

)A．空間站內的航天員處于平衡狀態(tài)B．空間站內的航天員不能用拉力器鍛煉肌肉力量C．空間站的加速度比地球同步衛(wèi)星向心加速度小D．空間站內飄浮的水滴呈球形是由水完全失重和水的表面張力共同造成的√√√考向3天體運行參量的分析

(2024·湛江市一模)北京時間2024年1月9日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心采用長征二號丙運載火箭，成功將“愛因斯坦探針”空間科學衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入高度為600km、傾角為29°的近地軌道，發(fā)射任務取得圓滿成功。已知同步衛(wèi)星距地球表面高度約為35900km。下列說法正確的是(

)A．該衛(wèi)星的運行速度大于第一宇宙速度B．該衛(wèi)星的運行周期大于24hC．該衛(wèi)星軌道處的重力加速度大于9.8m/s2D．該衛(wèi)星運行的角速度大于同步衛(wèi)星的角速度題型三同步衛(wèi)星和“雙星模型”考向1地球同步衛(wèi)星√北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)由24顆中圓軌道(軌道半徑約28000km)衛(wèi)星、3顆地球靜止同步軌道衛(wèi)星和3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星(兩種衛(wèi)星軌道半徑相等，均約為42000km)組成，則(

)A．傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和靜止同步軌道衛(wèi)星周期不相等B．北斗三號導航系統(tǒng)所有衛(wèi)星繞地球運行的線速度均小于7.9km/sC．傾斜地球同步軌道衛(wèi)星能定點北京上空并與北京保持相對靜止D．中圓軌道衛(wèi)星線速度約為地球靜止同步衛(wèi)星線速度的1.5倍考向2

“雙星模型”問題√

(多選)我國天文學家通過“天眼”在武仙座球狀星團中發(fā)現(xiàn)一個由白矮星P、脈沖星Q組成的雙星系統(tǒng)。如圖所示，P、Q繞兩者連線上的O點做勻速圓周運動，忽略其他天體對P、Q的影響。已知P的軌道半徑大于Q的軌道半徑，P、Q的總質量為M，距離為L，運動周期均為T，則(

)A．P的質量小于Q的質量B．P的線速度小于Q的線速度C．P受到的引力小于Q受到的引力D．若總質量M恒定，則L越大，T越大√題型四衛(wèi)星變軌和能量問題1．由低軌變高軌，瞬時點火加速，穩(wěn)定在高軌道上時速度較小、動能較小、機械能較大；由高軌變低軌，反之。2．衛(wèi)星經過兩個軌道的相切點，加速度相等，外軌道的速度大于內軌道的速度。載人飛船和空間站對接的一種方法叫“同橢圓軌道法”，其簡化示意圖如圖所示。先把飛船發(fā)射到近地圓形軌道Ⅰ，然后經過多次變軌使飛船不斷逼近空間站軌道，當兩者軌道很接近的時候，再從空間站下方、后方緩慢變軌進入空間站軌道。Ⅱ、Ⅲ是繞地球運行的橢圓軌道，Ⅳ是繞地球運行、很接近空間站軌道的圓形軌道。P、Q分別為橢圓軌道Ⅲ的遠地點和近地點，下列說法正確的是(

)A．在軌道Ⅲ上，載人飛船在Q點的加速度比在P點的加速度大B．載人飛船在軌道Ⅲ上運行的周期比在軌道Ⅰ上運行的周期小C．載人飛船在軌道Ⅲ上經過P點的速度大于在軌道Ⅳ上經過P點的速度D．在軌道Ⅲ上，載人飛船在P點的機械能比在Q點的機械能大√載人飛船要實現(xiàn)在軌道Ⅲ向軌道Ⅳ變軌，則必須在兩軌相切處P點點火加速才能順利實現(xiàn)由低軌向高軌的變軌運行，因此載人飛船在軌道Ⅲ上經過P點的速度小于在軌道Ⅳ上經過P點的速度，故C錯誤；同一物體在環(huán)繞中心天體運動的過程中，軌道越高其機械能越大，而在同一軌道上運行時，其機械能守恒，因此在軌道Ⅲ上，載人飛船在P點的機械能等于在Q點的機械能，故D錯誤?！?/p>

(2024·廣東省下學期模擬預測)搭載神舟十八號載人飛船的長征二號F遙十八運載火箭發(fā)射過程簡化為如圖所示，飛船由“長征”火箭送入近地點為A、遠地點為B的橢圓軌道

Ⅰ，調整好姿態(tài)后在B點通過點火變軌進入預定圓軌道

Ⅱ。下列說法正確的是(

)A．飛船要想從地球成功發(fā)射，發(fā)射速度可以小于地球第一宇宙速度B．飛船在軌道Ⅰ上運動到B點時的速率小于飛船在軌道Ⅱ上運動到B點時的速率C．飛船在軌道Ⅰ上具有的機械能大于在軌道Ⅱ上具有的機械能D．飛船在軌道Ⅰ上運動到B點時的加速度大于飛船在軌道Ⅱ上運動到B點時的加速度[解析]

第一宇宙速度是發(fā)射環(huán)