四川省木里县中学高三物理专题1万有引力和航天复习(精).doc

四川省木里县中学高三物理复习：专题1 万有引力和航天1本节主要讲开普勒行星运动定理和万有引力定律的综合应用，是力学的主要内容，也是万有引力定律和圆周运动知识、牛顿第二定律的综合应用。高考重点会围绕万有引力与重力、开普勒行星运动定律以航天航空为素材考察这方面知识。核心1:开普勒第一定律（又称轨道定律）：反映了不同行星的椭圆轨道式是不同的，但所有行星椭圆轨道有一个焦点是重合的（太阳）。开普勒第二定律（面积定律）。开普勒第三定律（周期定律）：长半轴的立方与周期平方成定值1：（1）行星绕太阳运动长半轴的三次方与它公转周期的平方成正比；比值k，将行星绕太阳运动看做圆周处理，请推导出k的表达式；（G和已知）（2）开普勒定律适用于一切具有中心天体的引力系统，经测定地月距离为r，周期为t，求地球质量（单位m，s，kg）2：月球半径1700km，嫦娥二号近月点轨道高度100km，远月点8000km，求近月点和远月点的速度之比。3：哈雷彗星绕太阳运转周期为76年，哈雷彗星离太阳最近距离8.9M，但最远点不能测出，根据开普勒行星运动定律计算这个最远距离（常亮 ）4：某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视作圆。每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，求该行星与地球公转半径之比。核心2：万有引力定律公式虽然只适用于2质点的相互作用。但是对于均匀球体和可视为质点的物体也适用，对于不规则的物体和不可视作质点的物体，则可以通过割补法转化为规则的可视作质点的物体进行分析。空腔球球内任一点万有引力合力为0；质量均匀的实心球内部的质点，受到实心球万有引力就等于距离球心距离部分球体的引力。4：假设地球是半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对球壳内物体引力为0.求矿井地步和地面处重力加速度大小之比为：5：设想把物体放到地球中心，则此物与地球间的万有引力大小是（ ）A：0 B：无穷大 C：与地面相同 D：无法确定6：金星是太阳系8大行星之一，从地球上看，它是最亮的行星。已知太阳光从太阳射到地球要，地球公转为，质量为M，太阳光照射到金星用时，研究发现太阳队地球引力是太阳队金星引力的1.6倍，求金星质量。7:2个大小相同的实心小球紧靠在一起，他们之间的万有引力为F，若2个半径为铁球3倍的实心木球紧靠在一起，它们的万有引力也为F，求铁球与木球密度之比。若2个半径是小球2倍的镂空大铁球紧靠在一起，空心部分球心与铁球球心重合，它们万有引力也为F，求镂空部分半径与铁球半径之比。核心2:1：计算天体质量，密度 ，环绕天体运动各种物理量的关系转换。宇宙第123速度。1：地球赤道上的物体重力加速度为g，物体在赤道上地球自转产生的向心加速度为a，要使物体在赤道上飘起来，地球自转速度应为原来的多少倍（ ）。某月球探测器每天在月球表面上空绕月球飞行。若以T表示探测器在月球表面高度为h处的轨道上做匀速圆周运动周期，以R表示月球的半径，求探测器的向心加速度（ ）和月球表面重力加速度（ ）。月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a，设月球表面重力加速度为b，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为c，则（ ）A：a=b B：a=c C:b+c=a D:c-b=a2（2013河南开封一模）随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点，假设深太空中有一颗外星球，其质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的，则下列判断正确的是： A该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星的周期 B某物体在该外星球表面所受的重力是在地球表面所受重力的4倍 C该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍D绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同3（2013重庆九校联考）2011年11月3日，“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道，等待与“神州九号”第二次交会对接变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为R1、R2，对应的角速度和向心加速度分别为1、2和a1、a2，则有（ ）A BC变轨后的“天宫一号”比变轨前动能增大了，机械能增加了D在正常运行的“天宫一号”内，体重计、弹簧测力计、天平都不能使用了4（2013山东济南期中检测）经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星”的轨道均处在火星和木星轨道之间.已知“神舟星”平均每天绕太阳运行174万公里，“杨利伟星”平均每天绕太阳运行145万公里.假设两行星均绕太阳做匀速圆周运动，则两星相比较( )A.“神舟星”的轨道半径大 B.“神舟星”的公转周期大C.“神舟星”的加速度大 D.“神舟星”受到的向心力大5（2013广州调研）如图，O是地球球心，下列说法正确的是bc地球Oa赤道面dA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、b6（2013山东济南外国语学校测试）嫦娥二号探月卫星于2009年前后发射，其环月飞行的高度距离月球表面100km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的嫦娥一号更加翔实。若两颗卫星环月运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示。则（ ）A嫦娥二号环月运行的周期比嫦娥一号更小B嫦娥二号环月运行的周期比嫦娥一号更大C嫦娥二号环月运行时向心加速度比嫦娥一号更小D嫦娥二号环月运行时向心加速度与嫦娥一号相等7. （2013山东济南测试）宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。设四星系统中每个星体的质量均为m，半径均为R，四颗星稳定分布在边长为a的正方形的四个顶点上已知引力常量为G关于四星系统，下列说法错误的是 ( )A四颗星围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动 B四颗星的轨道半径均为C四颗星表面的重力加速度均为 D四颗星的周期均为8（7分）（2013河南中原名校第三次联考）天文工作者观测到某行星的半径为R1，自转周期为T1，它有一颗卫星，轨道半径为R2，绕行星公转周期为T2。若万有引力常量为G，求：（1）该行星的平均密度；（2）要在此行星的赤道上发射一颗质量为m的近地人造卫星，使其轨道平面与行星的赤道平面重合，且设行星上无气体阻力，则对卫星至少应做多少功？9.（9分）（2013山东寿光市质检）已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，万有引力常量为G，不考虑地球自转的影响试求：（1）卫星环绕地球运行的第一宇宙速度v1的大小；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动且运行周期为T，求卫星运行的轨道半径r；（3）由题干所给条件，推导出地球平均密度p的表达式10. (12分) （2013安徽望江二中月考）中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球，实地采样送回地球，为载人登月及月球基地选址做准备设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行，飞船上备有以下实验仪器：A.计时表一只；B.弹簧测力计一把；C.已知质量为m的物体一个。在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t.飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量，利用上述两次测量的物理量可以推导出月球的半径和质量(已知引力常量为G，忽略月球的自转的影响)(1)说明机器人是如何进行第二次测量的？用相应的符号表示第二次测量的物理量，并写出相关的物的物理关系式，(2)试用上述两次测量的物理量和已知物理量推导月球半径和质量的表达式核心3：在天体运动中，宇宙中2个靠的比较近的天体成为双星，它们在万有引力提供向心力的情况下绕同一圆心做圆周运动，2个向心力正好是一对相互作用力，大小相等，方向相反。双星距离保持不变。周期角速度相等。11：冥王星与其附近的一颗行星a构成双星希特，质量之比为7:1，同时绕他们连线上某点0做匀速圆周运动，由此可知冥王星与a星，运动半径之比为（ ），角速度之比（ ），线速度之比（ ）向心力之比（ ）12：一般双星系统距离其他天体很远，可以看做孤立系统处理。现根据对某一双星系统的光学测量确定，该双星质量