高三物理二轮复习 专题四 万有引力定律及其应用课件.ppt

万有引力定律及其应用 高三物理二轮复习 高频考点一天体质量和密度的估算 高频考点二人造卫星的a v T 与r的关系 高频考点三卫星变轨问题 考点 网络构建 核心再现 高频考点一天体质量和密度的估算 命题视角 题组冲关 解析 答案 C 高频考点一天体质量和密度的估算 命题视角 题组冲关 例1 2015 河南洛阳二模 如图所示 嫦娥三号 的环月轨道可近似看成是圆轨道 观察 嫦娥三号 在环月轨道上的运动 发现每经过时间t通过的弧长为l 该弧长对应的圆心角为 弧度 已知万有引力常量为G 则月球的质量是 视角一天体质量的估算 解析 答案 B 高频考点一天体质量和密度的估算 命题视角 题组冲关 例2 2014 高考新课标全国卷 假设地球可视为质量均匀分布的球体 已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0 在赤道的大小为g 地球自转的周期为T 引力常量为G 地球的密度为 视角二天体密度的估算 解析 答案 A 高频考点一天体质量和密度的估算 命题视角 题组冲关 1 一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动 其角速度大小为 假设宇航员登上该行星后 在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体的重力 物体静止时 弹簧测力计的示数为F0 已知引力常量为G 则这颗行星的质量为 解析 答案 BD 高频考点一天体质量和密度的估算 命题视角 题组冲关 2 2016 开封一模 多选 科学家观察到太阳系外某一恒星有一行星 并测得它绕该恒星运行一周所用的时间为1200年 行星与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍 假定该行星绕恒星运动的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆形轨道 仅利用以上两个数据可以求出的量有 A 恒星密度与太阳密度之比B 恒星质量与太阳质量之比C 行星质量与地球质量之比D 行星运行速度与地球公转速度之比 解析 答案 D 高频考点一天体质量和密度的估算 命题视角 题组冲关 3 天文学家新发现了太阳系外的一颗行星 这颗行星的体积是地球的4 7倍 质量是地球的25倍 已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1 4小时 引力常量G 6 67 10 11N m2 kg2 由此估算该行星的平均密度约为 A 1 8 103kg m3B 5 6 103kg m3C 1 1 104kg m3D 2 9 104kg m3 高频考点一天体质量和密度的估算 命题视角 题组冲关 高频考点二人造卫星的a v T 与r的关系 命题视角 题组冲关 解析 答案 A 高频考点二人造卫星的a v T 与r的关系 命题视角 题组冲关 例3 2014 高考江苏卷 已知地球的质量约为火星质量的10倍 地球的半径约为火星半径的2倍 则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为 A 3 5km sB 5 0km sC 17 7km sD 35 2km s 视角一宇宙速度 解析 答案 B 图片显 隐 高频考点二人造卫星的a v T 与r的关系 命题视角 题组冲关 例4 2016 湖北高三调研 在地球的卫星中有两类卫星的轨道比较特殊 一是极地卫星 二是同步卫星 已知某极地卫星的运行周期为12h 则下列关于对极地卫星和同步卫星的描述正确的是 A 该极地卫星的运行速度一定小于同步卫星的运行速度B 该极地卫星的向心加速度一定大于同步卫星的向心加速度C 该极地卫星的发射速度一定大于同步卫星的发射速度D 该极地卫星和同步卫星均与地面相对静止 视角二人造卫星的a v T与半径的关系 解析 答案 A 高频考点二人造卫星的a v T 与r的关系 命题视角 题组冲关 1 2015 高考福建卷 如图 若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动 a b到地心O的距离分别为r1 r2 线速度大小分别为v1 v2 则 解析 答案 B 高频考点二人造卫星的a v T 与r的关系 命题视角 题组冲关 2 2015 高考四川卷 登上火星是人类的梦想 嫦娥之父 欧阳自远透露 中国计划于2020年登陆火星 地球和火星公转视为匀速圆周运动 忽略行星自转影响 根据下表 火星和地球相比 解析 答案 D 图片显 隐 高频考点二人造卫星的a v T 与r的关系 命题视角 题组冲关 3 2015 全国大联盟押题卷 随着科学技术的发展 我国在航天事业上取得了一个又一个的突破 已成功实现机器人登陆月球 2014年1月14日21时45分 在北京航天飞行控制中心控制下 玉兔号 月球车对月球进行了全面的科学探测 已知在某次实验时 两卫星M N在如图所示的圆轨道上环绕星体O始终共线运行时 下列说法正确的是 A 卫星M的加速度小于卫星N的加速度B 卫星M的速度小于卫星N的速度C 星体O对卫星N的引力与卫星N做圆周运动的向心力相等D 星体O对卫星N的引力大于卫星N做圆周运动的向心力 高频考点二人造卫星的a v T 与r的关系 命题视角 题组冲关 高频考点二人造卫星的a v T 与r的关系 命题视角 题组冲关 高频考点三卫星变轨问题 命题视角 题组冲关 高频考点三卫星变轨问题 命题视角 题组冲关 例5 多选 如图所示 发射同步卫星的一般程序是 先让卫星进入一个近地的圆轨道 然后在P点变轨 进入椭圆形转移轨道 该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P点 远地点为同步圆轨道上的Q点 到达远地点Q时再次变轨 进入同步轨道 设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1 在椭圆形转移轨道的近地点P点的速率为v2 沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3 在同步轨道上的速率为v4 卫星在近地圆轨道 椭圆形转移轨道 同步轨道上运动的周期分别为T1 T2 T3 则下列说法正确的是 A 在P点变轨时需要加速 在Q点变轨时需要减速B 在P点变轨时需要减速 在Q点变轨时需要加速C T1 T2 T3D v2 v1 v4 v3 视角一卫星轨道变化问题 高频考点三卫星变轨问题 命题视角 题组冲关 高频考点三卫星变轨问题 命题视角 题组冲关 高频考点三卫星变轨问题 命题视角 题组冲关 例6 原创卷 多选 欧航局彗星探测器 罗塞塔 分离的 菲莱 着陆器 于北京时间13日零时5分许确认成功登陆彗星 67P 丘留莫夫 格拉西缅科 以下简称67P 这是人造探测器首次登陆一颗彗星 若 菲莱 着陆器着陆前与探测器 罗塞塔 均绕彗星67P 可视为半径为R的球形 的中心O做半径为r 逆时针方向的匀速圆周运动 如图所示 不计着陆器与探测器间的相互作用力 彗星67P表面的重力加速度为g 则 视角二卫星的追及 相遇问题 高频考点三卫星变轨问题 命题视角 题组冲关 高频考点三卫星变轨问题 命题视角 题组冲关 高频考点三卫星变轨问题 命题视角 题组冲关 解析 答案 B 高频考点三卫星变轨问题 命题视角 题组冲关 1 2016 河南豫西名校联考 2013年12月2日 我国探月卫星 嫦娥三号 在西昌卫星发射中心成功发射升空 飞行轨道示意图如图所示 嫦娥三号 从地面发射后奔向月球 先在轨道 上运动 在P点从圆形轨道 进入椭圆轨道 Q为轨道 上的近月点 则 嫦娥三号 在轨道 上 A 运动的周期大于在轨道 上运动的周期B 从P到Q的过程中速率不断增大C 经过P的速度大于在轨道 上经过P的速度D 经过P的加速度小于在轨道 上经过P的加速度 解析 答案 高频考点三卫星变轨问题 命题视角 题组冲关 2 2015 山西四校第三次联考 神舟十号飞船于北京时间2013年6月11日17时38分在甘肃省酒泉卫星发射中心发射升空 并于北京时间6月13日13时18分 实施与天宫一号自动交会对接 这是天宫一号自2011年9月发射入轨以来 第5次与神舟飞船成功实现交会对接 交会对接前神舟十号飞船先在较低圆轨道1上运动 在适当位置经变轨与在圆轨道2上运动的天宫一号对接 如图所示 M Q两点在轨道1上 P点在轨道2上 三点连线过地球球心 把飞船的加速过程简化为只做一次短时加速 下列关于神舟十号变轨过程的描述 正确的是 A 神舟十号必须在Q点加速 才能在P点与天宫一号相遇B 神舟十号在M点经一次加速 即可变轨到轨道2C 神舟十号经变轨后速度总大于变轨前的速度D 神舟十号变轨后的运行周期总大于变轨前的运行周期 D 高频考点三卫星变轨问题 命题视角 题组冲关 真题试做 新题预测 真题1 2014 高考新课标全国卷 多选 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动 当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间 且三者几乎排成一条直线的现象 天文学称为 行星冲日 据报道 2014年各行星冲日时间分别是 1月6日木星冲日 4月9日火星冲日 5月11日土星冲日 8月29日海王星冲日 10月8日天王星冲日 已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示 则下列判断正确的是 真题试做 新题预测 真题试做 新题预测 解析 答案 真题试做 新题预测 真题2 2015 高考课标全国卷 多选 我国发射的 嫦娥三号 登月探测器靠近月球后 先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行 然后经过一系列过程 有离月面4m高处做一次悬停 可认为是相对于月球静止 最后关闭发动机 探测器自由下落 已知探测器的质量约为1 3 103kg 地球质量约为月球的81倍 地球半径约为月球的3 7倍 地球表面的重力加速度大小约为9 8m s2 则此探测器 A 在着陆前的瞬间 速度大小约为8 9m sB 悬停时受到的反冲作用力约为2 103NC 从离开近月圆轨道到着陆这段时间内 机械能守恒D 在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度 BD 解析 答案 真题试做 新题预测 美国东部时间2015年3月1日 SpaceX的 猎鹰九号 火箭发射了两颗通信卫星 假设两颗卫星均绕地心做匀速圆周运动 轨道半径分别为R1 R2 某时刻两颗卫星分别位于两轨道上的A B两位置 如图所示 若卫星均顺时针运行 地球半径为R 不计卫星间的相互作用力 引力常量为G 则以下判断中正确的是 D 典例展示 自悟自练 物理模型02天体运动中的多星模型 典例展示 自悟自练 物理模型02天体运动中的多星模型 解析 答案 B 典例展示 自悟自练 物理模型02天体运动中的多星模型 1 双星模型 双星系统由两颗恒星组成 两恒星在相互引力的作用下 分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动 研究发现 双星系统演化过程中 两星的总质量 距离和周期均可能发生变化 若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T 经过一段时间演化后 两星总质量变为原来的k倍 两星之间的距离变为原来的n倍 则此时圆周运动的周期为 典例展示 自悟自练 物理模型02天体运动中的多星模型 2 三星模型 2015 高考安徽卷 由三颗星体构成的系统 忽略其他星体对它们的作用 存在着一种运动形式 三颗星体在相互之间的万有引力作用下 分别位于等边三角形的三个顶点上 绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动 图示为A B C三颗星体质量不相同时的一般情况 若A星体质量为2m B C两星体的质量均为m 三角形的边长为a 求 1 A星体所受合力大小FA 2 B星体所受合力大小FB 3 C星体的轨道半径RC 4 三星体做圆周运动的周期T 典例展示 自悟自练 物理模型02天体运动中的多星模型 典例展示 自悟自练 物理模型02天体运动中的多星模型 典例展示 自悟自练 物理模型02天体运动中的多星模型 典例展示 自悟自练 物理模型02天体运动中的多星模型 典例展示 自悟自练 物理模型02天体运动中的多星模型 解析 答案 AD 典例展示 自悟自练 物理模型02天体运动中的多星模型 1 限时6分钟满分6分 多选 某国际研究小组观测到了一组双星系统 它们绕二者连线上的某点做匀速圆周运动 双星系统中质量较小的星体能 吸食 质量较大的星体的表面物质 达到质量转移的目的 根据大爆炸宇宙学可知 双星间的距离在缓慢增大 假设星体的轨道近似为圆 则在该过程中 A 双星做圆周运动的角速度不断减小B 双星做圆周运动的角速度不断增大C 质量较大的星体做圆周运动的轨道半径减小D 质量较大的星体做圆周运动的轨道半径增大 解析 答案 ABC 典例展示 自悟自练 物理模型02天体运动中的多星模型