2014届高考物理一轮复习配套课件：第四章第4讲《万有引力与航天》

第4讲万有引力与航天 1 内容自然界中任何两个物体都相互吸引 引力的方向在它们的连线上 引力的大小与物体的质量m1和m2的成正比 与它们之间距离r的成反比 2 公式F 其中G N m2 kg2 叫引力常量 乘积 二次方 6 67 10 11 3 适用条件公式适用于间的相互作用 当两物体间的距离远大于物体本身的大小时 物体可视为质点 均匀的球体可视为质点 r是间的距离 一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用 其中r为球心到间的距离 质点 两球心 质点 针对训练 1 2013届佛山检测 在讨论地球潮汐成因时 地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道 已知太阳质量约为月球质量的2 7 107倍 地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍 关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力 以下说法正确的是 A 太阳引力远大于月球引力B 太阳引力与月球引力相差不大C 月球对不同区域海水的吸引力大小相等D 月球对不同区域海水的吸引力大小有差异 答案 AD 1 万有引力定律基本应用 1 基本方法 把天体 或人造卫星 的运动看成是匀速圆周运动 其所需向心力由提供 2 基本公式 万有引力 答案 C 赤道平面 地球自转 地球自转 针对训练 3 我国数据中继卫星 天链一号02星 在西昌卫星发射中心 于2011年7月11日23时41分发射升空 之后经过变轨控制后 成功定点在赤道上空的同步轨道 关于成功定点后的 天链一号02星 下列说法正确的是 A 运行速度大于7 9km sB 离地面高度一定 相对地面静止C 绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 解析 7 9km s是第一宇宙速度 是所有地球卫星的最大运转速度 故A错误 因 天链一号02星 是同步卫星 其轨道半径大于地球半径 而小于月球的轨道半径 B C均正确 因该星与赤道上物体的角速度相同 但到地心距离不同 r R 由a向 r 2得a星 a物 故D错误 答案 BC 运动状态 相同 增大 不同 答案 D 2013届汉中质检 2012年6月18日早上5点43分 神舟九号 飞船完成了最后一次变轨 在与 天宫一号 对接之前 神舟九号 共完成了4次变轨 神舟九号 某次变轨的示意图如图4 4 3所示 在A点从椭圆轨道 进入圆形轨道 B为轨道 上的一点 关于飞船的运动 下列说法中正确的有 A 在轨道 上经过A的速度小于经过B的速度B 在轨道 上经过A的动能小于在轨道 上经过A的动能C 在轨道 上运动的周期小于在轨道 上运动的周期D 在轨道 上经过A的加速度小于在轨道 上经过A的加速度 审题视点 1 轨道 为椭圆轨道 需要利用开普勒定律解决速度 周期问题 2 明确变轨前后速度的变化 答案 ABC 即学即用 2 2012 四川高考 今年4月30日 西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星 其轨道半径为2 8 107m 它与另一颗同质量的同步轨道卫星 轨道半径为4 2 107m 相比 A 向心力较小B 动能较大C 发射速度都是第一宇宙速度D 角速度较小 答案 B 答案 AD 答案 BC 1 双星系统宇宙中往往会有相距较近 质量相差不多的两颗星球 它们离其他星球都较远 因此其他星球对他们的万有引力可以忽略不计 在这种情况下 它们将围绕它们连线上的某一固定点做同周期的匀速圆周运动 这种结构叫做双星系统 2 双星系统的特点 1 两星都绕它们连线上的一点做匀速圆周运动 故两星的角速度 周期相等 2 两星之间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力 所以它们的向心力大小相等 3 两星的轨道半径之和等于两星之间的距离 即r1 r2 L 天文学家观测河外星系大麦哲伦云时 发现了LMCX 3双星系统 它由可见星A和不可见的暗星B构成 两星视为质点 不考虑其他天体的影响 A B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动 它们之间的距离保持不变 如图4 4 4所示 引力常量为G 由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T 1 可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m 的星体 视为质点 对它的引力 设A和B的质量分别为m1 m2 试求m 用m1 m2表示 2 求暗星B的质量m2与可见星A的速率v 运行周期T和质量m1之间的关系式 答案 A 答案 B 卫星运行比较2 2012 北京高考 关于环绕地球运动的卫星 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