全国高考物理大一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天第13讲万有引力与航天ppt课件

1、曲线运动万有引力与航天第第 四四 章章第第1313讲万有引力与航天讲万有引力与航天考纲要求考纲要求考情分析考情分析命题趋势命题趋势1.万有引力定律及其运用万有引力定律及其运用2环绕速度环绕速度3卫星的变轨问题卫星的变轨问题2021全国全国卷卷，17本节知识点在高考中主要以选择题题型本节知识点在高考中主要以选择题题型调查要深化了解天体问题的两个根本调查要深化了解天体问题的两个根本思绪，熟练掌握卫星各参量与半径的关思绪，熟练掌握卫星各参量与半径的关系，会求解天体质量和密度系，会求解天体质量和密度栏目导航板板 块块 一一板板 块块 二二板板 块块 三三板板 块块 四四1开普勒三定律的内容、公式开普勒

2、三定律的内容、公式椭圆椭圆 椭圆椭圆 面积面积 三次方三次方 二次方二次方 两物体的质量的乘积两物体的质量的乘积 两物体间的间隔的二次方两物体间的间隔的二次方 质点质点 3宇宙速度宇宙速度(1)第一宇宙速度第一宇宙速度第一宇宙速度又叫第一宇宙速度又叫_速度，其数值为速度，其数值为_km/s.第一宇宙速度是人造卫星在第一宇宙速度是人造卫星在_附近环绕地球做匀速圆周运动时具有附近环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度的速度第一宇宙速度是人造卫星的最小第一宇宙速度是人造卫星的最小_速度，也是人造卫星的最大速度，也是人造卫星的最大_速度速度环绕环绕 7.9 地面地面 发射发射 环绕环绕 地球地球 11.2

3、 太阳太阳 16.7 2在物理学开展的过程中，许多物理学家的科学研讨推进了人类文明的进在物理学开展的过程中，许多物理学家的科学研讨推进了人类文明的进程关于物理学史，以下说法正确的选项是程关于物理学史，以下说法正确的选项是()A经过长期的天文观测，天文学家第谷总结出行星运动三定律经过长期的天文观测，天文学家第谷总结出行星运动三定律B开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的缘由开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的缘由C牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量的数牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量的数值值D开普勒经

4、过多年的天文观测和记录，提出了开普勒经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说的观念日心说的观念C解析开普勒在第谷天文观测数据的根底上，总结出了行星运动的规律，但并解析开普勒在第谷天文观测数据的根底上，总结出了行星运动的规律，但并未找出行星按照这些规律运动的缘由，选项未找出行星按照这些规律运动的缘由，选项A、B均错误；牛顿发现了万有引力定均错误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量的数值，从而使万有引力定律有了真律，卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量的数值，从而使万有引力定律有了真正的适用价值，选项正的适用价值，选项C正确；哥白尼提出了正确；哥白尼提出了“日心说的观念，

5、开普勒发现了行星运日心说的观念，开普勒发现了行星运动的三大规律，即开普勒三定律，选项动的三大规律，即开普勒三定律，选项D错误错误3关于环绕地球运动的卫星，以下说法正确的选项是关于环绕地球运动的卫星，以下说法正确的选项是()A分别沿圆轨道和椭圆轨道运转的两颗卫星，不能够具有一样的周期分别沿圆轨道和椭圆轨道运转的两颗卫星，不能够具有一样的周期B在赤道上空运转的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有能够不同在赤道上空运转的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有能够不同C沿椭圆轨道运转的一颗卫星，在轨道上两个不同位置能够具有一样的速率沿椭圆轨道运转的一颗卫星，在轨道上两个不同位置能够具有一样的速率D某个卫星绕

6、地球的自转轴做圆周运动且经过北京的上空某个卫星绕地球的自转轴做圆周运动且经过北京的上空C一万有引力定律的了解与运用一万有引力定律的了解与运用C 二天体的质量和密度的计算二天体的质量和密度的计算例例2(2021浙江宁波模拟浙江宁波模拟)(多项选择多项选择)科学家在研讨地月组成的系统时，从地球科学家在研讨地月组成的系统时，从地球向月球发射激光，测得激光往返时间为向月球发射激光，测得激光往返时间为t.知万有引力常量知万有引力常量G，月球绕地球公转，月球绕地球公转(可看可看成匀速圆周运动成匀速圆周运动)周期周期T，光速，光速c(地球到月球的间隔远大于它们的半径地球到月球的间隔远大于它们的半径)那么由以

7、上那么由以上物理量可以求出物理量可以求出()A月球到地球的间隔月球到地球的间隔 B地球的质量地球的质量C月球遭到地球的引力月球遭到地球的引力 D月球的质量月球的质量AB 1卫星的各物理量随轨道半径变化的规律卫星的各物理量随轨道半径变化的规律三人造卫星的运转规律三人造卫星的运转规律(1)处理力与运动关系的思想还是动力学思想，处理力与运动的关系的桥梁还是牛顿第二定律处理力与运动关系的思想还是动力学思想，处理力与运动的关系的桥梁还是牛顿第二定律(2)卫星的卫星的an、v、T是相互联络的，其中一个量发生变化，其他各量也随之发生变化是相互联络的，其中一个量发生变化，其他各量也随之发生变化(3)an、v、

8、T均与卫星的质量无关，只由轨道半径均与卫星的质量无关，只由轨道半径r和中心天体质量共同决议和中心天体质量共同决议C 例例4(多项选择多项选择)地球同步卫星可视为绕地球做圆周运动，以下说法正确的选项地球同步卫星可视为绕地球做圆周运动，以下说法正确的选项是是()A同步卫星的周期能够小于同步卫星的周期能够小于24 hB同步卫星的速度小于第一宇宙速度同步卫星的速度小于第一宇宙速度C同步卫星的速度大于赤道上静止同步卫星的速度大于赤道上静止(相对地球相对地球)物体的速度物体的速度D同步卫星在运转时能够经过北京的正上方同步卫星在运转时能够经过北京的正上方BC 同步卫星的六个同步卫星的六个“一定一定四卫星四卫

9、星(航天器航天器)的变轨问题及对接问题的变轨问题及对接问题例例5(2021北京海淀区期中测试北京海淀区期中测试)(多项选择多项选择)某载人飞船运转的某载人飞船运转的轨道表示图如下图，飞船先沿椭圆轨道轨道表示图如下图，飞船先沿椭圆轨道1运转，近地点为运转，近地点为Q，远地，远地点为点为P.当飞船经过点当飞船经过点P时点火加速，使飞船由橢圆轨道时点火加速，使飞船由橢圆轨道1转移到圆轨转移到圆轨道道2上运转，在圆轨道上运转，在圆轨道2上飞船运转周期约为上飞船运转周期约为90 min.关于飞船的运关于飞船的运转过程，以下说法中正确的选项是转过程，以下说法中正确的选项是()A飞船在轨道飞船在轨道1和轨道

10、和轨道2上运动时的机械能相等上运动时的机械能相等B飞船在轨道飞船在轨道1上运转经过上运转经过P点的速度小于经过点的速度小于经过Q点的速度点的速度C轨道轨道2的半径小于地球同步卫星的轨道半径的半径小于地球同步卫星的轨道半径D飞船在轨道飞船在轨道1上运转经过上运转经过P点的加速度等于在轨道点的加速度等于在轨道2上运转上运转经过经过P点的加速度点的加速度BCD例例6我国即将发射我国即将发射“天宫二号空间实验室，之后发射天宫二号空间实验室，之后发射“神神舟十一号飞船与舟十一号飞船与“天宫二号对接假设天宫二号对接假设“天宫二号与天宫二号与“神神舟十一号都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间舟十一号

11、都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，以下措施可行的是实验室的对接，以下措施可行的是()CA使飞船与空间实验室在同一轨道上运转，然后飞船加速追上空间实验室实使飞船与空间实验室在同一轨道上运转，然后飞船加速追上空间实验室实现对接现对接B使飞船与空间实验室在同一轨道上运转，然后空间实验室减速等待飞船实使飞船与空间实验室在同一轨道上运转，然后空间实验室减速等待飞船实现对接现对接C飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐接近空间实飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐接近空间实验室，两者速度接近时实现对接验室，两者速度接近时实现对接D飞船先在比空间实验

12、室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐接近空间实飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐接近空间实验室，两者速度接近时实现对接验室，两者速度接近时实现对接解析假设使飞船在空间站在同一轨道上运转，然后飞船加速，所需向心力变解析假设使飞船在空间站在同一轨道上运转，然后飞船加速，所需向心力变大，那么飞船将脱离原轨道而进入更高的轨道，不能实现对接，选项大，那么飞船将脱离原轨道而进入更高的轨道，不能实现对接，选项A错误；假设错误；假设使飞船与空间站在同一轨道上运转，然后空间站减速，所需向心力变小，那么空间使飞船与空间站在同一轨道上运转，然后空间站减速，所需向心力变小，那么空间站将脱离原轨道而

13、进入更低的轨道，不能实现对接，选项站将脱离原轨道而进入更低的轨道，不能实现对接，选项B错误；要想实现对接，错误；要想实现对接，可使飞船在比空间实验室半径较小的轨道上加速，然后飞船将进入较高的空间实验可使飞船在比空间实验室半径较小的轨道上加速，然后飞船将进入较高的空间实验室轨道，逐渐接近空间实验室后，两者速度接近时实现对接，选项室轨道，逐渐接近空间实验室后，两者速度接近时实现对接，选项C正确；假设飞正确；假设飞船在比空间实验室半径较小的轨道上减速，那么飞船将进入更低的轨道，不能实现船在比空间实验室半径较小的轨道上减速，那么飞船将进入更低的轨道，不能实现对接，选项对接，选项D错误错误在天体运动中，

14、离其他星体较远的几颗星，在它们相互间万有引力的作用力下在天体运动中，离其他星体较远的几颗星，在它们相互间万有引力的作用力下绕同一中心位置运转，这样的几颗星组成的系统称为宇宙多星模型绕同一中心位置运转，这样的几颗星组成的系统称为宇宙多星模型1“双星系统双星系统(1)两颗恒星做匀速圆周运动所需的向心力是由它们之间的万有引力提供的，故两颗恒星做匀速圆周运动所需的向心力是由它们之间的万有引力提供的，故两恒星做匀速圆周运动的向心力大小相等两恒星做匀速圆周运动的向心力大小相等(2)两颗恒星均绕它们连线上的一点做匀速圆周运动，因此它们的运转周期和角两颗恒星均绕它们连线上的一点做匀速圆周运动，因此它们的运转周

15、期和角速度是相等的速度是相等的(3)两颗恒星做匀速圆周运动的半径两颗恒星做匀速圆周运动的半径r1和和r2与两行星间距与两行星间距L的大小关系的大小关系r1r2L.五天体运动中的五天体运动中的“多星系统多星系统2“多星系统多星系统(1)多颗行星在同一轨道绕同一点做匀速圆周运动，每颗行星做匀速圆周运动所多颗行星在同一轨道绕同一点做匀速圆周运动，每颗行星做匀速圆周运动所需的向心力由其他各个行星对该行星的万有引力的合力提供需的向心力由其他各个行星对该行星的万有引力的合力提供(2)每颗行星转动的方向一样，运转周期、角速度和线速度大小相等每颗行星转动的方向一样，运转周期、角速度和线速度大小相等ABC 天体

16、运动中的天体运动中的“多星系统特点多星系统特点(1)不论是双星还是三星系统模型，每个星体都做匀速圆周运动不论是双星还是三星系统模型，每个星体都做匀速圆周运动(中心星体除中心星体除外外)，且周期、角速度相等，且周期、角速度相等(2)留意运用数学知识，由星体间隔求轨道半径留意运用数学知识，由星体间隔求轨道半径(3)只需当系统中星体质量相等时，它们的轨道半径才相等只需当系统中星体质量相等时，它们的轨道半径才相等CD 2(2021全国卷全国卷)2021年年4月，我国胜利发射的天舟一号货运飞船与天宫二号月，我国胜利发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了初次交会对接，对接构成的组合体仍沿天宫二号

17、原来的轨道空间实验室完成了初次交会对接，对接构成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可可视为圆轨道视为圆轨道)运转与天宫二号单独运转时相比，组合体运转的运转与天宫二号单独运转时相比，组合体运转的()A周期变大周期变大B速率变大速率变大C动能变大动能变大D向心加速度变大向心加速度变大CB 4利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上恣意两点之间坚持无利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上恣意两点之间坚持无线电通讯，目前地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的线电通讯，目前地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍，假设地球的自转周倍，假设地球的自转周期变小，假设仍仅用三颗同步卫星来实现上述

18、目的，那么地球自转周期的最小值约期变小，假设仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，那么地球自转周期的最小值约为为()A1 hB4 h C8 hD16 hB5.如下图是月亮女神、嫦娥一号绕月做圆周运转时某时辰如下图是月亮女神、嫦娥一号绕月做圆周运转时某时辰的图片，用的图片，用R1、R2、T1、T2分别表示月亮女神和嫦娥一号的分别表示月亮女神和嫦娥一号的轨道半径及周期，用轨道半径及周期，用R表示月亮的半径表示月亮的半径例例1(2021湖北宜昌质检湖北宜昌质检6分分)地球赤道上有一物体随地球自转做圆周运动，所地球赤道上有一物体随地球自转做圆周运动，所需的向心力为需的向心力为F1，向心加速度为，向心加速度

19、为a1，线速度为，线速度为v1，角速度为，角速度为1；绕地球外表附近做；绕地球外表附近做匀速圆周运动的人造卫星匀速圆周运动的人造卫星(高度可忽略高度可忽略)所需求的向心力为所需求的向心力为F2，向心加速度为，向心加速度为a2，线，线速度为速度为v2，角速度为，角速度为2；地球同步卫星做圆周运动所需求的向心力为；地球同步卫星做圆周运动所需求的向心力为F3，向心加，向心加速度为速度为a3，线速度为，线速度为v3，角速度为，角速度为3，知地面的重力加速度为，知地面的重力加速度为g，同步卫星离地的，同步卫星离地的高度为高度为h，假设三者质量相等，那么，假设三者质量相等，那么()AF1F2F3Ba1a2

20、ga3Cv1v2v3D132答题送检答题送检来自阅卷名师报告来自阅卷名师报告错误错误致错缘由致错缘由扣分扣分ABC混淆三个物体做圆周运动时的向心力来源，导致公式运用错误混淆三个物体做圆周运动时的向心力来源，导致公式运用错误.6例例2(2021四川成都诊断四川成都诊断12分分)在天体运动中，将两颗彼此间隔较近且相互绕在天体运动中，将两颗彼此间隔较近且相互绕行的行星称为双星，由于两星间的引力而使它们之间间隔坚持不变，假设两个行星行的行星称为双星，由于两星间的引力而使它们之间间隔坚持不变，假设两个行星的质量分别为的质量分别为M1和和M2，那么它们的角速度多大？，那么它们的角速度多大？致错缘由致错缘由地球绕太阳、月球绕地球等运转问题，轨道半径就是两者之间的间地球绕太阳、月球绕地球等运转问题，轨道半径就是两者之间的间隔按照这个模型，不加分析地死搬硬套，以为隔按照这个模型，不加分析地死搬硬套，以为M1绕绕M2运转，运转，M2绕绕M1运转，导运转，导致错误致错误扣分扣分12规