高考物理大一轮复习 第四章 第4讲 万有引力定律与航天课件.ppt

曲线运动万有引力定律及其应用 第四章 第4讲万有引力定律与航天 椭圆 焦点 面积 公转周期的二次方 跟踪训练 1 单选 2014年浙江卷 长期以来 卡戎星 charon 被认为是冥王星唯一的卫星 它的公转轨道半径r1 19600km 公转周期t1 6 39天 2006年3月 天文学家新发现两颗冥王星的小卫星 其中一颗的公转轨道半径r2 48000km 则它的公转周期t2最接近于 a 15天b 25天c 35天d 45天 答案 b 质量的乘积 距离的二次方 6 67 10 11n m2 kg2 卡文迪许 质点 万有引力 gr2 跟踪训练 2 单选 2014年天津卷 研究表明 地球自转在逐渐变慢 3亿年前地球自转的周期约为22小时 假设这种趋势会持续下去 地球的其他条件都不变 未来人类发射的地球同步卫星与现在相比 a 距地球的高度变大b 向心加速度变大c 线速度变大d 加速度变大 答案 a 3 多选 2015年汕头调研 如图4 4 1所示 o是地球球心 轨道a在赤道面上 下列说法正确的是 a 同步卫星轨道只能与轨道a共面b 同步卫星轨道只能与轨道d共面c 卫星可能的轨道为c dd 卫星可能的轨道为a b 答案 ac 三 三种宇宙速度 7 9km s 11 2km s 地球 11 2km s 16 7km s 太阳 16 7km s 太阳系 思考 三种宇宙速度是环绕速度还是发射速度 发射卫星的最小速度是多大 卫星绕地球运行的最大速度为多大 三种宇宙速度均是指发射速度 而不是环绕速度 第一宇宙速度是最小发射速度 也是最大环绕速度 跟踪训练 4 多选 甲 乙为两颗地球卫星 其中甲为地球同步卫星 乙的运行高度低于甲的运行高度 两卫星轨道均可视为圆轨道 下列判断正确的是 a 甲的周期大于乙的周期b 乙的速度大于第一宇宙速度c 甲的加速度小于乙的加速度d 甲在运行时能经过北极的正上方 答案 c 万有引力定律在天体运行中的应用 答案cd 宇宙飞船 卫星的运行和变轨问题 多选 发射地球同步卫星时 先将卫星发射至近地圆轨道1 然后经点火 使其沿椭圆轨道2运行 最后再次点火 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 如图4 4 2所示 则当卫星分别在1 2 3轨道上正常运行时 下列说法正确的是 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上的角速度小于在轨道1上的角速度c 卫星在轨道1上经过q点时的加速度大于它在轨道2上经过q点时的加速度d 卫星在轨道2上经过p点时的加速度等于它在轨道3上经过p点时的加速度 答案bd 多选 2014年佛山一模 2013年12月 嫦娥三号 经过地月转移轨道在p点调整后进入环月圆轨道1 进一步调整后进入环月椭圆轨道2 如图4 4 3 有关 嫦娥三号 下列说法正确的是 a 在地球的发射速度一定大于第二宇宙速度b 由轨道1进入轨道2需要在p点处减速c 在轨道2经过p点时速度大于q点速率d 分别由轨道1与轨道2经p点时 向心加速度相同 答案 bd 单选 2015年泰安一模 如图4 4 4所示 嫦娥 三号探测器发射到月球上要经过多次变轨 最终降落到月球表面上 其中轨道 为圆形 下列说法正确的是 a 探测器在轨道 运行时的加速度大于月球表面的重力加速度b 探测器在轨道 经过p点时的加速度小于在轨道 过p时的加速度c 探测器在轨道 的运行周期大于在轨道 的运行周期d 探测器在p点由轨道 进入轨道 必须点火加速 答案 ad 解析 卫星在b点时做离心运动 故速度大于匀速运动时的第一宇宙速度 a正确 同一点 外轨上的速率大于内轨上的速率 b错误 飞船运行时 只受万有引力作用 处于完全失重状态 c错误 同一点上受到的合外力相等 故加速度相等 d正确 同步卫星指定位于赤道上空一定高度上环绕地球做圆周运动的航天器 其运行周期和角速度都等于地球自转周期和角速度 所以相对于地球静止不动 同步卫星受到的万有引力全部提供其向心力 同步卫星 单选 2012年北京卷 关于环绕地球运行的卫星 下列说法正确的是 a 分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星 不可能具有相同的周期b 沿椭圆轨道运行的一颗卫星 在轨道不同位置可能具有相同的速率c 在赤道上空运行的两颗地球同步卫星 它们的轨道半径有可能不同d 沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星 它们的轨道平面一定会重合 答案b 多选 2015年福州模拟 2011年8月 嫦娥二号 成功进入环绕 日地拉格朗日点 的轨道 我国成为世界上第三个造访该点的国家 如图4 4 5所示 该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上 一飞行器处于该点 在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动 则此飞行器的 a 线速度大于地球的线速度b 向心加速度大于地球的向心加速度c 向心力仅由太阳的引力提供d 向心力仅由地球的引力提供 答案 ab 天体中两颗恒星质量相差不大 相距较近且它们离其他星球都较远 它们绕两者连线中的某一点分别做圆周运动 这样的两颗恒星叫双星 模型特点 1 两星做圆周运动所需的向心力由它们之间的万有引力提供 这是一对相互作用力 2 两星都绕它们连线上的某一点做圆周运动 故它们的周期 角速度相等 3 两星的轨道半径之和等于两星之间的距离 即r1 r2 l 计算万有引力和向心力时特别要注意 双星模型 多选 两颗靠得很近的天体称为双星 它们都绕两者连线上的某点做匀速圆周运动 因而不至于由于万有引力而吸引到一起 下列说法正确的是 a 它们做圆周运动的角速度与其质量成反比b 它们做圆周运动的线速度与其质量成反比c 它们做圆周运动的半径与其质量成正比d 它们做圆周运动的半径与其质量成反比 答案bd 一题一得明确双星系统做圆周运动所需的向心力就是它们间相互作用的万有引力 若是三星系统 四星系统做圆周运动所需的向心力就是它们间相互作用的万有引力的合力 单选 2013年山东卷 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 答案 b 单选 如图4 4 6所示 地球赤道上的山丘e 近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动 设e p q的圆周运动速率分别为v1 v2 v3 向心加速度分别为a1 a2 a3