2019屆高三第二輪復(fù)習 專題二(第4講）

1、2019次高三物理第二次復(fù)習，主題二力和曲線運動，課件制作講座：邵陽市二中譚偉卿，第四次，萬有引力規(guī)律及其應(yīng)用，【命題分析】，試驗點一天的體質(zhì)和密度估計1 .利用天體表面的重力加速度g和天體半徑r計算。 由于G=mg，因此計算了天體質(zhì)量M=、天體密度、2 .衛(wèi)星繞天體的等速圓周運動的周期t和軌道半徑r。 由萬有引力提供向心力，即中心天體的質(zhì)量M=。 如果知道天體的半徑r，那么如果認為天體的平均密度在天體表面附近繞天體旋轉(zhuǎn)，軌道半徑r等于天體的半徑r，那么天體的密度可以通過測定衛(wèi)星繞天體表面旋轉(zhuǎn)的周期t來估計中心天體的密度。 【新問題速訓】1.(多選)中國新聞網(wǎng)公布，在摩洛哥墜落的隕石已被證明來

2、自火星。 某同學想根據(jù)平時收集的火星資料的一部分計算火星的密度，并與這個隕石的密度進行比較。 計算火星密度的下式準確地選擇a、c、d (重力常數(shù)g已知，忽略火星自轉(zhuǎn)的影響)。=因此，選項d是正確的選項a、c是正確的。 2.(多選)宇航員在月球表面附近從高度h以初速v0投球的情況下，球的水平射程被測定為l。 已知月亮的半徑是r，萬有引力常數(shù)是g。 以下說法正確的是： () a .月表面重力加速度b .月的平均密度c .月的第一宇宙速度d .月的質(zhì)量【解析】選擇a、b。 平放運動的時間根據(jù)故a在正確的月表面上月的體積月的平均密度根據(jù)b正確的月的第一宇宙速度故c錯誤原因d錯誤。 【加強訓練】1.(2

3、018九江一模)假設(shè)宇宙中有無限遠的行星a和b，半徑為RA和RB。 如圖所示，這兩個行星周圍衛(wèi)星軌道半徑的三次方(r3 )與運行周期的平方(T2 )的關(guān)系，T0是衛(wèi)星圍繞行星表面的周期。 a .行星a質(zhì)量比行星b的質(zhì)量b大.行星a的密度比行星b的密度c小.行星a的第一宇宙速度比行星b的第一宇宙速度d小.在兩行星的衛(wèi)星軌道半徑相同的情況下，行星a的衛(wèi)星向心加速度比行星b的衛(wèi)星向心加速度小，選擇分析a . 從圖像可以看出，因為a的傾斜度大，所以a的質(zhì)量大，a是正確的。 從圖像中可以看出，衛(wèi)星在兩個行星表面運行時，周期相同，代入r=R，行星密度相同，b錯誤。 如果通過萬有引力提供向心力，因為行星a的

4、半徑大，行星a的第一宇宙速度也大，c是錯誤的。 兩衛(wèi)星的軌道半徑相同時，由于它們的向心加速度a的質(zhì)量大于b的質(zhì)量，所以行星a、的衛(wèi)星向心加速度大，d是錯誤的。 2 .以初始速度v0向某星表面垂直投射物體，物體僅作用于該星的引力，設(shè)該物體落下到被投下的時間為t，設(shè)該星的直徑為d，萬有引力常數(shù)為g，則該星的質(zhì)量可以推定為()、【解析】。 根據(jù)投擲運動規(guī)律，又是a項正確的。 試驗點二行星、衛(wèi)星運動問題1 .一個模型：衛(wèi)星運動可以簡化為質(zhì)點的等速圓周運動。 2.2組公式： (1)G=m=m2r=m r=man。 (2)G=mg(g是地球表面的重力加速度)。 3 .一句口訣：越遠越慢，越遠越小。 (1)

5、越遠越晚：繞相同中心天體旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，離中心天體越遠v，越小t就越大。 (2)越遠越?。豪@著相同中心天體旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，衛(wèi)星離中心天體越遠，an越小。 “新問題速訓”1 .天文學家發(fā)現(xiàn)了名為“HD85512b”的新系外行星，據(jù)報道其質(zhì)量是地球的3.6倍，半徑約是地球的1.6倍，它繞著名為“HD85512”的恒星運轉(zhuǎn)，一周只運行54天。根據(jù)以上信息，() a .恒星HD85512的質(zhì)量比太陽大b .行星HD85512b的自轉(zhuǎn)周期比24h C小.行星HD85512b的第一宇宙速度比7.9km/s D大.行星HD85512b表面的重力加速度比9.8m/s2小. 設(shè)地球的質(zhì)量為m0，半徑為r0，這個行星的質(zhì)

6、量為3.6m0，半徑為1.6r0，這個行星圍繞“HD85512”的恒星旋轉(zhuǎn)，從萬有引力法則G=m r可以看出，如果地球和這個行星的公轉(zhuǎn)半徑都不知道，就比較恒星HD85512和太陽的質(zhì)量的大小。 a錯誤的主題條件是類地行星的公轉(zhuǎn)周期，因此無法判斷自轉(zhuǎn)周期，根據(jù)b錯誤的萬有引力規(guī)律，地球的第一宇宙速度為7.9 km/s，同樣能得到類地行星的第一宇宙速度，c和正確的地球表面的重力加速度一樣能得到行星表面的重力加速度2.(多選)兩個人造衛(wèi)星繞地球逆時針運動，衛(wèi)星1、衛(wèi)星2分別沿圓軌道、橢圓軌道運動，圓的半徑和橢圓的半長軸相等，兩個軌道在a、b兩點相交。 在某一時刻，兩個衛(wèi)星和地球在同一條直線上。 如圖

7、所示，以下表現(xiàn)正確的是() a .兩顆衛(wèi)星在圖示位置的速度v2=v1 B .兩顆衛(wèi)星的加速度的大小是c .兩顆衛(wèi)星在a點或b點可能會遇到d .兩顆衛(wèi)星。 v2是橢圓軌道的遠點速度，速度最小，v1表示進行等速圓周運動的速度，因為v1v2，所以a錯誤的兩個軌道上的衛(wèi)星向a點運動時，受到的萬有引力為加速度a=，加速度相同，所以b是正確的橢圓的半長軸與圓軌道的半徑相同，根據(jù)開普勒的第三定律【加強訓練】1.(多選) (2017年江蘇高考)“天舟一號”貨船于2017年4月20日在文昌宇宙發(fā)射中心發(fā)射，在與“天宮二號”空間實驗室對接之前，“天舟一號”在距離地面約380km的圓軌道上飛行，其() a .角速度

8、小于地球自轉(zhuǎn)角速度b 線速度比第一宇宙速度c小。 周期比地球自轉(zhuǎn)周期d小。 向心加速度小于地面上的重力加速度。 “天舟一號”在距離地面約380 km的圓軌道上飛行，角速度比同步衛(wèi)星的角速度大，但由于地球的自轉(zhuǎn)角速度與同步衛(wèi)星相同，a項根據(jù)錯誤的v=，而“天舟一號”的線速度比第一宇宙速度小，b項根據(jù)正確的開普勒第三定律， 由于“天舟一號”的周期比地球同步衛(wèi)星的周期小，所以比地球的自轉(zhuǎn)周期小，根據(jù)c項正確的a=判斷“天舟一號”的向心加速度比地面的重力加速度小，d項正確。 2 .據(jù)科學技術(shù)日報報道，到2020年中國將發(fā)射8顆海洋系列衛(wèi)星，包括4顆海洋淺藍色衛(wèi)星、2顆海洋動力環(huán)境衛(wèi)星和2顆海陸雷達衛(wèi)星

9、，將加強對黃巖島、釣魚島和西沙群島所有島附近海域的監(jiān)測。 假設(shè)海陸雷達衛(wèi)星繞地球的等速圓周運動的軌道半徑是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星的n倍，則在同一時間內(nèi)() a .從海陸雷達衛(wèi)星到地球球心的連接掃描面積是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星的n倍b .從海陸雷達衛(wèi)星和海洋動力環(huán)境衛(wèi)星到地球球心的連接掃描面積相等c .從海陸雷達衛(wèi)星到地球球心的連接掃描面積是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星的倍d .從海陸雷達衛(wèi)星到地球球心的連接掃描面積是海洋動力環(huán)境衛(wèi)星的倍 根據(jù)G=m2r，=、掃描的面積是S=lr=r2=r2t，軌道半徑之比是n的話是角速度之比，因此在同一時間內(nèi)掃描的面積之比，c是正確的，a、b、d是錯誤的。3 .無法利用重力常數(shù)g和以

10、下數(shù)據(jù)之一計算地球質(zhì)量的是() a .地球半徑和重力加速度(不考慮地球自轉(zhuǎn)) b .人造衛(wèi)星在地面附近繞地球的速度和周期c .月亮繞地球的周期和月和地球的距離d .地球繞太陽的周期和地球和太陽的距離d，d，4.(復(fù)數(shù)石墨烯是目前世界上已知的強度最高的材料，其發(fā)現(xiàn)使“宇宙電梯”的制造成為可能，假設(shè)人在被期待通過“宇宙電梯”的地球赤道面內(nèi)有垂直于地面延伸至宇宙的輕量電梯，電梯的前端超過了地球同步衛(wèi)星a的高度如圖所示，如果某物體b乘坐宇宙電梯到達圖示的位置，在這里停止，則與相同高度運行的衛(wèi)星c相比，(A.B )的線速度大于c的線速度B.B，b的線速度小于c的線速度c。 b突然離開電梯，b離心運動d.

11、b突然離開，b向心運動BD試驗點三宇宙機的軌道問題1 .軌道問題中的速度大小的比較： (1)在圓軌道上和橢圓軌道上分別通過同一點(圓軌道和橢圓軌道的接點)時的速度的大小，根據(jù)離心運動的條件和近心運動的條件(2)在半徑不同的圓軌道上運動時的速度的大小，可以判斷為“越遠越慢”。 (3)在同一橢圓軌道上通過遠地點近地點時的速度大小，可根據(jù)開普勒的第二定律判斷。 2、改變軌道問題上加速度的大小的比較：改變軌道前后，航天器的加速度的大小可以根據(jù)牛頓第二定律判斷。 改變軌道問題上周期的大小的比較：航天器在軌道上的運行周期的大小可以根據(jù)開普勒的第三定律進行判斷。 4 .變軌問題中機械能的大小的比較：在運動中

12、宇宙飛機的機械能是否發(fā)生變化，可以根據(jù)功能關(guān)系w之外的=E來判斷。 “加強訓練”1.2016年10月19日3點31分，“神舟11號”載人宇宙飛船和“天宮2號”空間實驗室實現(xiàn)了自動對接，形成了一個組合體，該組合體以地面393公里高的圓軌道圍繞地球進行等速圓運動。 宇航員景海鵬、陳冬隨后進入“天宮二號”空間實驗室，兩人將在“天宮二號”空間實驗室進行科學實驗和科普活動。 以下說法正確的是，a .“神舟11號”的宇宙飛船和“天宮二號”到達同一軌道后，從后面趕上前面的“天宮二號”，b .“神舟11號”的宇宙飛船需要在低軌道上向后面噴出熱氣與“天宮二號”的對接c .“神舟11號”的兩位宇航員在“天宮二號”

13、的空間實驗室里，可以使用重錘和打點計時器向全國中學生展示“驗證機械能守恒定律”的實驗。 因為在同一軌道上運行時加速離心運動，無法從后面趕上前面的“天宮二號”，所以a錯誤的宇宙飛船首先在半徑比“天宮二號”小的軌道上加速，它進行離心運動使宇宙飛船接近空間實驗室，在兩者的速度接近時實現(xiàn)對接s是第二宇宙速度，衛(wèi)星的發(fā)射速度達到第二宇宙速度后就離開地球，所以“神舟11號”宇宙船的發(fā)射速度小于11.2 km/s，c是錯誤的“天宮2號”空間實驗室中的物體處于完全沒有重量的狀態(tài)，重物從靜止不開始自由落下運動，因此“機械能” 2.(多選)中國第一個空間實驗室“天宮1號”是酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，通過長征火箭送到近地點

14、a、遠地點b的橢圓軌道上，b點距地面高度h，地球中心位于橢圓焦點。 “天宮一號”飛行幾周后，改變了軌道進入預(yù)定的圓軌道。已知“天宮一號”在預(yù)定圓軌道上旋轉(zhuǎn)n周所花的時間為t，萬有引力常數(shù)為g，地球半徑為r。 下面的說法是正確的，a .“天宮一號”的橢圓軌道在b點的向心加速度是指圓軌道在b點的向心加速度b .“天宮一號”從a點沿橢圓軌道向b點運行的過程中，機械能不保存的c .“天宮一號”從a點沿橢圓軌道向b點運行在b點，在任何軌道上的b點，向心加速度都相同，發(fā)現(xiàn)a項是正確的“天宮1號”在橢圓軌道上運行時，其機械能被保存，b項錯誤的“天宮1號”在從a點沿橢圓軌道向b點運行的過程中，動能試驗點四雙星

15、和多星問題1 .雙星模型： (1)特征。 圍繞共同中心的兩個星球構(gòu)成的系統(tǒng)不受其他星球的影響。 這個系統(tǒng)被稱為雙星。 如圖所示。 各自所需的向心力由相互的重力提供。 也就是說，兩顆星的周期和角速度相同，t1=t 2，1=2。 的雙曲馀弦值。 兩顆星的軌道半徑和它們的距離的關(guān)系是r1 r2=L。 (2)兩顆星到圓心的距離r1、r2與星的質(zhì)量成反比，即與星的運動線速度成反比，即2 .星的模型： (1)通常在同一平面內(nèi)以同一圓心為中心進行等速圓運動，它們的周期都相等。 (2)星所需要的向心力由其他星合力提供其萬有引力。 【新問題速訓】1.(多選) (2018淮北一模)宇宙中，有一個三星系統(tǒng)，由兩個質(zhì)

16、量m小的星和一個質(zhì)量m大的星構(gòu)成，兩個小的星圍繞著大的星運行相同的圓軌道，軌道半徑為r。 關(guān)于這個三星系統(tǒng)的說法是正確的，a .穩(wěn)定運行時，大星使兩個小星穩(wěn)定運行時，大星在小星軌道的中心，兩個小星在大星的相反側(cè)，c .小星運行的周期是d .大星運行的周期是【解析】 這個三星系統(tǒng)應(yīng)該在同一條直線上，而且兩個小星在大星的另一邊。 只有這樣，一顆小星才能與大星和另一顆小星的引力合力提供向心力。 星星移動的周期。 2.2016年12月17日是中國發(fā)射“悟空”探測衛(wèi)星兩周年紀念日，一年來的觀測進一步推進了人類對黑暗物質(zhì)的研究。 當宇宙空間中兩個質(zhì)量相等的行星圍繞其連接中心時，理論計算的周期與實際觀測周期不一致，且=k(k1 )，因此科學家們認為兩個行星之間存在黑暗物質(zhì)。 假設(shè)黑暗物質(zhì)均勻分布在以兩個行星的球心線為直徑的球體空間中，兩個行星的質(zhì)量都是m，暗物質(zhì)的質(zhì)量選擇了()，【解析】選擇了a。 假設(shè)兩顆星的間隔為l，根據(jù)萬有引力定律，因為有黑暗物質(zhì)，均勻分布，所以被認為集中在兩顆星的連接的中點，根據(jù)萬有引力定律，聯(lián)合解：故選a。 【加強訓練】1.(復(fù)數(shù)回答)一個國際研究小組觀測了雙星系統(tǒng)，雙星系統(tǒng)中質(zhì)量小的星“吸”質(zhì)量大的星的表面物質(zhì)，達到了質(zhì)量轉(zhuǎn)移的目的。 根據(jù)大爆炸宇宙學，雙星間的距離逐漸變大，假設(shè)星星的軌道接近圓，在這