2023屆高三物理復(fù)習(xí)重難點(diǎn)突破32天體質(zhì)量密度的計(jì)算 宇宙速度 衛(wèi)星的追及問題（解析版）

2023屆高三物理復(fù)習(xí)重難點(diǎn)突破32天體質(zhì)量密度的計(jì)算宇宙速度衛(wèi)星的追及問題（解析版）一、選擇題（每題5分，共20分）A.天體的質(zhì)量可以通過萬有引力定律直接計(jì)算得到B.天體的密度可以通過質(zhì)量和體積的計(jì)算得到C.天體的質(zhì)量和密度可以通過觀測其軌道運(yùn)動(dòng)直接計(jì)算得到D.天體的質(zhì)量和密度與其所處環(huán)境無關(guān)A.第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在近地圓軌道上的運(yùn)行速度B.第二宇宙速度是人造衛(wèi)星掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度C.第三宇宙速度是人造衛(wèi)星繞太陽運(yùn)動(dòng)的速度D.宇宙速度與天體的質(zhì)量和半徑無關(guān)A.衛(wèi)星的追及問題可以通過求解兩個(gè)衛(wèi)星的相對速度得到B.衛(wèi)星的追及問題與衛(wèi)星的質(zhì)量和密度無關(guān)C.衛(wèi)星的追及問題可以通過求解兩個(gè)衛(wèi)星的軌道參數(shù)得到D.衛(wèi)星的追及問題與衛(wèi)星的發(fā)射速度有關(guān)A.天體的質(zhì)量可以通過觀測其軌道運(yùn)動(dòng)直接計(jì)算得到B.天體的密度可以通過觀測其軌道運(yùn)動(dòng)直接計(jì)算得到C.天體的質(zhì)量和密度可以通過萬有引力定律和觀測數(shù)據(jù)計(jì)算得到D.天體的質(zhì)量和密度與其所處環(huán)境無關(guān)二、填空題（每題5分，共20分）1.天體的質(zhì)量可以通過萬有引力定律和觀測數(shù)據(jù)計(jì)算得到，公式為：_______。2.天體的密度可以通過質(zhì)量和體積的計(jì)算得到，公式為：_______。3.第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在近地圓軌道上的運(yùn)行速度，公式為：_______。4.第二宇宙速度是人造衛(wèi)星掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度，公式為：_______。5.衛(wèi)星的追及問題可以通過求解兩個(gè)衛(wèi)星的相對速度得到，公式為：_______。三、計(jì)算題（每題15分，共30分）1.已知地球的半徑為6400km，地球表面的重力加速度為9.8m/s2，求地球的質(zhì)量和密度。2.已知人造衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的6倍，求該衛(wèi)星的運(yùn)行速度。3.已知兩個(gè)衛(wèi)星的軌道半徑分別為地球半徑的2倍和3倍，求兩個(gè)衛(wèi)星的追及時(shí)間。四、分析題（每題25分，共50分）1.分析天體質(zhì)量密度的計(jì)算方法，并說明其物理意義。2.分析宇宙速度的物理意義，并說明其與天體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。3.分析衛(wèi)星的追及問題，并說明其與衛(wèi)星軌道參數(shù)的關(guān)系。4.結(jié)合實(shí)際案例，分析天體質(zhì)量密度的計(jì)算、宇宙速度和衛(wèi)星的追及問題在實(shí)際應(yīng)用中的重要性。五、實(shí)驗(yàn)題（每題30分，共60分）1.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，通過觀測數(shù)據(jù)計(jì)算地球的質(zhì)量和密度，并分析實(shí)驗(yàn)誤差。2.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，通過觀測數(shù)據(jù)計(jì)算人造衛(wèi)星的運(yùn)行速度，并分析實(shí)驗(yàn)誤差。3.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，通過觀測數(shù)據(jù)計(jì)算兩個(gè)衛(wèi)星的追及時(shí)間，并分析實(shí)驗(yàn)誤差。4.結(jié)合實(shí)際案例，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，通過觀測數(shù)據(jù)計(jì)算天體的質(zhì)量密度、宇宙速度和衛(wèi)星的追及問題，并分析實(shí)驗(yàn)誤差。一、選擇題1.B2.A3.A4.C二、填空題1.萬有引力定律2.第一宇宙速度3.第二宇宙速度4.第三宇宙速度三、計(jì)算題1.地球的質(zhì)量：\(M=\frac{gR^2}{G}\)地球的密度：\(\rho=\frac{3g}{4\piGR}\)2.衛(wèi)星的運(yùn)行速度：\(v=\sqrt{\frac{GM}{r}}\)3.兩個(gè)衛(wèi)星的追及時(shí)間：\(t=\frac{2\pi(r_2r_1)}{v_2v_1}\)四、分析題1.天體質(zhì)量密度的計(jì)算方法：通過觀測天體的軌道運(yùn)動(dòng)，利用萬有引力定律和牛頓第二定律計(jì)算天體的質(zhì)量；通過質(zhì)量和體積的計(jì)算得到天體的密度。物理意義：天體的質(zhì)量反映了其引力場的強(qiáng)度，密度反映了天體的物質(zhì)分布。2.宇宙速度的物理意義：第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在近地圓軌道上的運(yùn)行速度，第二宇宙速度是人造衛(wèi)星掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度，第三宇宙速度是人造衛(wèi)星繞太陽運(yùn)動(dòng)的速度。與天體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：宇宙速度決定了人造衛(wèi)星能否繞天體運(yùn)動(dòng)或掙脫天體引力束縛。3.衛(wèi)星的追及問題：通過求解兩個(gè)衛(wèi)星的相對速度得到追及時(shí)間。與衛(wèi)星軌道參數(shù)的關(guān)系：追及時(shí)間與兩個(gè)衛(wèi)星的軌道半徑和運(yùn)行速度有關(guān)。4.實(shí)際應(yīng)用中的重要性：天體質(zhì)量密度的計(jì)算、宇宙速度和衛(wèi)星的追及問題在天文學(xué)、航天工程等領(lǐng)域有重要應(yīng)用，如衛(wèi)星發(fā)射、行星探測等。五、實(shí)驗(yàn)題1.實(shí)驗(yàn)方案：通過觀測地球表面的重力加速度和地球半徑，利用萬有引力定律計(jì)算地球的質(zhì)量和密度。實(shí)驗(yàn)誤差分析：觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、地球內(nèi)部物質(zhì)分布的不均勻性等。2.實(shí)驗(yàn)方案：通過觀測人造衛(wèi)星的軌道參數(shù)，利用萬有引力定律計(jì)算衛(wèi)星的運(yùn)行速度。實(shí)驗(yàn)誤差分析：觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、地球質(zhì)量分布的不均勻性等。3.實(shí)驗(yàn)方案：通過觀測兩個(gè)衛(wèi)星的軌道參數(shù)，利用相對速度公式計(jì)算追及時(shí)間。實(shí)驗(yàn)誤差分析：觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、衛(wèi)星軌道參數(shù)的變化等。4.實(shí)驗(yàn)方案：結(jié)合實(shí)際案例，通過觀測數(shù)據(jù)計(jì)算天體的質(zhì)量密度、宇宙速度和衛(wèi)星的追及問題。實(shí)驗(yàn)誤差分析：觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、天體質(zhì)量分布的不均勻性、衛(wèi)星軌