2019届高考物理二轮专题复习 专题三 力与曲线运动 第2讲 万有引力与航天课件.ppt

第2讲万有引力与航天 考向一万有引力定律的应用 典例1 2018 河南校级模拟 由于地球自转的影响 地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同 若地球表面两极处的重力加速度大小为g0 在赤道处的重力加速度大小为g 地球自转的周期为T 引力常量为G 地球可视为质量均匀分布的球体 求 1 地球半径R 2 地球的平均密度 拓展变式 在 典例1 的情境中 若地球自转速度加快 当赤道上的物体恰好能 飘 起来时 求地球自转周期T 1 估算中心天体的质量和密度的两条思路 规律总结 2 解决天体运动问题的要点 1 天体有序运动的实质是中心天体对绕其运行的 行星 卫星 的万有引力提供向心力 据此可列出对应的关系式求解 2 宇宙中的双星模型具有 向心力等大反向 周期 角速度相等 轨道半径与质量成反比 预测练1 2018 江西省浮梁一中冲刺考试 若银河系内每个星球贴近其表面运行的卫星的周期用T表示 被环绕的星球的平均密度用 表示 与 的关系图像如图所示 已知引力常量G 6 67 10 11N m2 kg2 则该图像的斜率约为 A 7 10 10N m2 kg2B 7 10 11N m2 kg2C 7 10 12N m2 kg2D 7 10 13N m2 kg2 C 预测练2 2018 西宁模拟 为了实现人类登陆火星的梦想 航天工作者进行了各类 模拟登火星 的实验活动 假设火星半径与地球半径之比为1 2 火星质量与地球质量之比为1 9 已知地球表面的重力加速度为g 地球半径为R 引力常量为G 忽略自转的影响 则 B 预测练3 2018 山西实验中学高三模拟 多选 天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在 证实了GW150914是两个黑洞并合的事件 该事件中甲 乙两个黑洞的质量分别为太阳的36倍和29倍 假设这两个黑洞绕它们连线上的某点做圆周运动 且这两个黑洞的间距缓慢减小 若该双星系统在运动过程中各自质量不变且不受其他星系的影响 则关于这两个黑洞的运动 下列说法正确的是 A 甲 乙两个黑洞运行的线速度大小之比为36 29B 甲 乙两个黑洞运行的角速度大小始终相等C 随着甲 乙两个黑洞间距的缓慢减小 它们运行的周期也在减小D 甲 乙两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等 BC 考向二卫星运行参量的分析 典例2 2018 成都模拟 多选 如图所示 A是地球的同步卫星 另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内 离地面高度为h A B绕行方向与地球自转方向相同 已知地球半径为R 地球自转角速度为 0 地球表面的重力加速度为g O为地球中心 关于A B两卫星的下列叙述正确的是 BCD 规律总结 1 同一中心天体的不同圆形轨道上的卫星各运行参量的大小比较可直接应用结论性表达式比较得出 预测练4 2018 黑龙江模拟 环境监测卫星是专门用于环境和灾害监测的对地观测卫星 利用三颗轨道相同的监测卫星可组成一个监测系统 它们的轨道与地球赤道在同一平面内 当卫星高度合适时 该系统的监测范围可恰好覆盖地球的全部赤道表面且无重叠区域 已知地球半径为R 地球表面重力加速度为g 关于该系统下列说法正确的是 C C 预测练6 2018 枣庄一模 如图所示 a为地球赤道上的物体 b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星 c为地球同步卫星 则下列说法正确的是 A 角速度的大小关系是 aabC 线速度的大小关系是va vbD 周期的大小关系是Ta Tb A 考向三卫星的变轨与对接 典例3 2018 泸州校级模拟 发射地球同步卫星时 先将卫星发射至近地圆轨道1 然后经Q点时发动机点火 使其沿椭圆轨道2运行 经P点时再次点火 将卫星送入同步圆轨道3 轨道1 2相切于Q点 轨道2 3相切于P点 则 A 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B 卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C 卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率D 卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度 C 审题突破 规律总结 2 航天器在不同轨道上运行时机械能不同 轨道半径越大 动能越小 势能越大 机械能越大 预测练7 2018 天津二模 我国嫦娥五号探测器由轨道器 返回器 着陆器 上升器四个部分组成 根据计划 嫦娥五号探测器将实现月球软着陆及采样返回 其中采样返回是上升器携带样品从月球表面升空 先在近月圆轨道 上运行 从P点经调整轨道 在Q点与较高轨道 上的轨道器对接 最后由轨道器携带样品返回地球 如图所示 已知P Q分别是轨道 与轨道 的切点 下列关于此过程中说法正确的是 A 轨道器在轨道 上的加速度必定大于上升器在轨道 上的加速度B 上升器应在轨道 上的P点通过减速进入轨道 C 上升器与轨道器对接后 组合体速度比上升器在P点的速度小D 若上升器和轨道器均在轨道 运行 上升器在后 只要上升器向前加速 就可追上轨道器 C 预测练8 2018 重庆高三质量抽检 2018年2月6日 马斯克的SpaceX 猎鹰 重型火箭将一辆特斯拉跑车发射到太空 其轨道示意图如图中椭圆 所示 其中A C分别是近日点和远日点 图中 轨道分别为地球和火星绕太阳运动的圆轨道 B点为轨道 的交点 若运动中只考虑太阳的万有引力 则以下说法正确的是 A 跑车经过A点时的速率大于火星绕日的速率B 跑车经过B点时的加速度大于火星经过B点时的加速度C 跑车在C的速率大于火星绕日的速率D 跑车由A到C的过程中动能减小 机械能也减小 A 预测练9 2018 天津二模 我国自主研制的首艘货运飞船 天舟一号 发射升空后 与已经在轨运行的 天宫二号 成功对接形成组合体 如图所示 组合体通过几次点火程序 轨道高度降低 组合体在高 低轨道上运行时均可视为匀速圆周运动 下列说法正确的是 A 在低轨道上运行时组合体的加速度较小B 在低轨道上运行时组合体的周期较小C 某次点火过程组合体的机械能守恒D 点火使组合体速率变大 从而降低了轨道高度 B 备考跨越构网络练培优 网络构建 培优精练 培优练1 2018 宁夏一模 多选 嫦娥四号 是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星 主要任务是更深层次 更加全面地科学探测月球地貌 资源等方面的信息 完善月球档案资料 已知月球的半径为R 月球表面的重力加速度为g 引力常量为G 若嫦娥四号在离月球中心的距离为r的轨道上运行 绕月周期为T 根据以上信息可求出 AC 培优练2 2018 红桥区二模 银河系的恒星中有一些是双星 某双星由质量不等的星体S1和S2构成 两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动 由天文观测得其周期为T S1到O点的距离为r1 S1和S2的距离为r 已知万有引力常量为G 由此可求出S2的质量为 B 培优练3 2018 重庆模拟 北京时间2016年8月16日下午1时40分 中国科学院国家空间科学中心研制的 墨子号 卫星 在酒泉卫星发射中心成功发射升空并进入预定轨道 墨子号 是我国首次发射的一颗量子卫星 也是世界上第一颗量子卫星 就在同年9月15日 我国的第一个真正意义上的空间实验室天宫二号在酒泉也成功发射 9月16日 天宫二号在椭圆轨道 的远地点A开始变轨 变轨后在圆轨道 上运行 如图所示 A点离地面高度约为380km 墨子号 量子卫星在离地面高度约为500km的轨道上运行 若天宫二号变轨前后质量不变 则下列说法正确的是 A 天宫二号在轨道 上运行时通过近地点B的速度最小B 天宫二号在轨道 上运行的机械能大于在轨道 上运行的机械能C 天宫二号在轨道 上通过A点时的加速度小于在轨道 上通过A点时的加速度D 天宫二号在轨道 上运行的周期一定小于 墨子号 量子卫星的运行周期 D 解析 天宫二号在轨道 上运行时只有引力做功 机械能守恒 B点是近地点 势能最小 故动能最大 即速度最大 故A错误 天宫二号在轨道 上运行到A点时要加速才能进入轨道 故天宫二号在轨道 上运行的机械能小于在轨道 上运行的机械能 故B错误 天宫二号在A点时受到的万有引力是一定的 根据牛顿第二定律可知其在轨道 上通过A点时的加速度等于在轨道 上通过A点时的加速度 故C错误 根据开普勒第三定律 天宫二号对应轨道的半径较小 故周期也较小 故天宫二号在轨道 上运行的周期一定小于 墨子号 量子卫星的运行周期 故D正确