抛体运动与圆周运动

四、万有引力与宇宙航行看考纲看考题看统计看方向看拓展内容(万有引力定律)新要求说明考点解读万有引力定律及其应用环绕速度第二宇宙速度和第三宇宙速度经典时空观和相对论时空观ⅡⅡII

1.“人造地球卫星的运动(限于圆轨道)、航天技术发展和宇宙航行”，实际已包含在“万有引力定律及其应用”考点中。2.将“宇宙速度”拆为三个考点，给出不同的要求，侧重了“环绕速度”。必考二：《物理2》模块看考纲全国新课标卷物理力学选择题考点分布考查要点出现频次出处及题号2011年2012年2007年2008年2009年2010年万有引力卫星814(测天体质量、半径周期问可测的量)15(由木星地球轨道半径之比求线速度之比)20(对数形式的公转周期和半径图像判断)19（根据月球轨道半径、周期和地球半径估测卫星电话信号传时间）21（矿井底部和地面处的重力加速度大小之比）考查要点出现频次2013年I2013年Ⅱ2014年I2014年Ⅱ万有引力卫星820（神州九号与天宫一号背景下的万有引力，宇宙速度、速度与半径动能关系）20卫星变轨能量变化19.行星冲日18.地球两极和赤道重力加速度求地球密度看统计全国新课标卷物理力学计算题考点分布考查内容20072008200920102011年2012年23.推算双子星的总质量。考查圆周运动的动力学知识，试题难度较小看统计2009海南（6）近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1和T2，设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1、g2，则看考题看模型：两卫星圆周运动的比较看方法：基本方法，两个定律，一个近似看实力：分析、推理第1类、两卫星比较15.地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形的。已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为BA.0.19B.0.44C.2.3D.5.22009课标15看模型：两行星比较，稳态、情景单一看方法：基本规律看实力：理解第1类、两卫星比较2010海南（10）火星直径约为地球的一半，质量约为地球的特殊之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍。依据以上数据，以下说法正确的是A．火星表面重力加速度的数值比地球表面的小B．火星公转的周期比地球的长C．火星公转的线速度比地球的大D．火星公转的向心加速度比地球的大看模型：圆周运动，对象转化看方法：两个定律，一个近似——重力等于万有引力看实力：分析、推理第1类、两卫星比较20.太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像。图中坐标系的横轴是lg(T/T0),纵轴是lg(R/R0),这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，T0和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。下列4幅图中正确的是B看模型：多对象，稳态、情景单一看方法：情景、公式结合，两个定律看实力：分析综合2010宁夏第1类、两卫星比较19．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列推断正确的是A．各地外行星每年都会出现冲日现象 B．在2015年内确定会出现木星冲日C．天王星相邻两次冲日的时间间隔为木星的一半 D．地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短答案：BD地球火星木星土星天王星海王星轨道半径(AU)1.01.55.29.519302014理综I第1类、两卫星比较[解析]19．BD本题考查万有引力学问，开普勒行星第三定律，天体追及问题．因为冲日现象实质上是角速度大的天体转过的弧度恰好比角速度小的天体多出2π，所以不行能每年都出现(A选项)．由开普勒行星第三定律有T12/T22＝R13/R23＝140.608，周期的近似比值为12，故木星的周期为12年，由曲线运动追及公式2π/T1t－2π/T2t＝2nπ，将n＝1代入可得t＝12/11年，为木星两次冲日的时间间隔，所以2015年能看到木星冲日现象，B正确．同理可算出天王星相邻两次冲日的时间间隔为1.01年．土星两次冲日的时间间隔为1.03年．海王星两次冲日的时间间隔为1.006年，由此可知C错误，D正确．20.2012年6曰18日，神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其淡薄的大气，下面说法正确的是A.为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和其次宇宙速度之间B.如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C.如不加干涉，天宫一号的轨道高度将缓慢降低D.航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用答案：BC看试题2013全国1基本规律的综合运用，推理实力、基本结论看模型：卫星变轨、动态变更看方法：情景、公式结合，两个定律，机械能关系看实力：推理、分析综合第2类、卫星的变轨20.目前，在地球四周有很多人造地球卫星围着它转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径渐渐变小。若卫星在轨道半径渐渐变小的过程中，只受到地球引力和淡薄气体阻力的作用，则下列推断正确的是A.卫星的动能渐渐减小B.由于地球引力做正功，引力势能确定减小C.由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变D.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小2013全国2看比较情景单一，基本规律的运用，推理实力看模型：卫星变轨、动态变更看方法：情景、公式结合，两个定律，机械能关系看实力：分析综合第2类、卫星的变轨14.天文学家发觉了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运行周期。由此可推算出（C）A.行星的质量 B.行星的半径C.恒星的质量 D.恒星的半径2007宁夏看模型：卫星、稳态看方法：情景、公式结合，基本方法看实力：分析综合第3类、稳态卫星2011课标1919.卫星电话信号须要通地球同步卫星传送。假如你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8×105km，运行周期约为27天，地球半径约为6400km，无线电信号的传播速度为3×108m/s。）A.0.1sB.0.25sC.0.5sD.1s看发展基本规律，分析综合实力看模型：同步卫星与地球距离，估算看方法：情景、公式结合看实力：分析综合、数学计算第3类、稳态卫星2008海南（12）一探月卫星在地月转移轨道上运行，某一时刻正好处于地心和月心的连线上，卫星在此处所受地球引力与月球引力之比为4∶1．已知地球与月球的质量之比约为81∶1，则该处到地心与到月心的距离之比约为

。【9∶2】看模型：二力平衡看方法：万有引力定律看实力：理解、数学第4类、万有引力2012年（全国卷）看发展理解、等效看模型：球体对外部的引力看方法：等效看实力：理解、推理第4类、万有引力18.假设地球可视为质量匀整分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常数为G，则地球的密度为2014理综Ⅱ答案：B看模型：自转的地球，两极与赤道的重力形成看方法：情景、公式结合，超出考纲看实力：分析综合第5类、引力与重力2008宁夏（23）（15分）天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星，双星系统在银河系中很普遍。利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量。（引力常量为G）看模型：双星、稳态看方法：情景、公式结合看实力：分析综合第6类、双星看归纳近几年，共考8次不同卫星、行星的比较，稳态同一卫星的变轨，动态同步卫星行星上引力及其变更双星由稳态成动态由单一变综合,由单一变比较由牛顿运动定律变牛顿与机械能结合从模型上看：行星、卫星的圆周运动，同步卫星，多卫星比较，卫星变轨，双星系统，地球表面重力加速度的变更等从方法上看：留意图像、公式相结合从实力上看：理解、推理、分析综合实力看拓展确定会这样是基础学问、基本技能单一变综合留意情景，留意估算，留意周期性看拓展与机械能综合19．电影《地心引力》中有这样的情节：在圆轨道上运行的俄罗斯卫星，脱落的部件以2万英里每小时（8.9km/s，相对地球）的速率撞到了在高度为350km的近地圆轨道上运行的美国太空站，除了出舱的两人，其他航天员全部丧命。漂移在外、毫无凭借力的航天员Ryan在Matt的帮助下登上了废弃的国际空间站，之后，抱着灭火器向后喷射气体，渐渐靠近并登上在圆轨道上正常运行的“天宫一号”，利用“神舟飞船”返回地球。已知太空中存在极其淡薄的大气，不考虑其他作用，下列说法正确的是难度系数：0.58

区分度：0.39考查学问点：万有引力定律，牛顿运动定律，能量守恒定律命题意图：理解、推理实力，贴近生活，引导学生用学过的物理学问去视察世界缘由分析：对卫星的变轨过程不清下阶段方向：关注用学过的物理学问去相识生活、科技答案：ABA．在圆轨道上正常运行的俄罗斯卫星的轨道半径大于美国太空站的轨道半径B．卫星脱落的部件在靠近美国太空站的过程中，地球引力对其做正功，部件的机械能减小C．漂移在外、毫无凭借力的航天员处于失重状态，说明航天员不受力的作用D．即使不用灭火器，航天员的速率也会渐渐增大，也可能追上与国际空间站在同一轨道上正常运行的“天宫一号”看拓展与机械能综合2010安徽（17）为了对火星及其四周的空间环境进行探测，我国预料于2011年10月放射第一颗火星探测器“萤火一号”。假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T2。火星可视为质量分布匀整的球体。且忽视火星的自转影响，万有引力常量为G。仅利用以上数据，可以计算出A．火星的密度和火星表面的重力加速度B．火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C．火星的半径和“萤火一号”的质量D．火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力看拓展留意基本方法2011重庆（21）某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示。该行星与地球的公转半径比为地球行星太阳看拓展留意不同行星的比较（08全国A17）已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390，月球绕地球旋转的周期约为27天。利用上述数据以及日常的天文学问，可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为A．0.2B．2C．20D．200看拓展留意估算的基本方法2009全国（A19）天文学家新发觉了太阳系外的一颗行星。这颗行星的体积是地球的4.7倍，质量是地球的25倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，由此估算该行星的平均密度为A．1.8×103kg/m3 B．5.6×103kg/m3C．1.1×104kg/m3 D．2.9×104kg/m3看拓展留意估算的基本方法2010浙江（20）宇宙飞船以周期为T绕地球作圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会阅历“日全食”过程，如图所示。已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0。

太阳光可看作平行光，宇航员

在A点测出的张角为α，则看拓展留意估算的基本方法[2014·北京卷]23．万有引力定律揭示了天体运行规律与地上物体运动规律具有内在的一样性．(1)用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变更可能会有不同的结果．已知地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G.将地球视为半径为R、质量匀整分布的球体，不考虑空气的影响．设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是F0.a.若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为F1，求F1/F0比值的表达式，并就h＝1.0%R的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字)；b.若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2，求F2/F0比值的表达式．留意基本方法[2014·全国卷]26．已知地球的自转周期和半径分别为T和R，地球同步卫星A的圆轨道半径为h，卫星B沿半径为r(r＜h)的圆轨道在地球赤道的正上方运行，其运行方向与地球自转方向相同．求：(1)卫星B做圆周运动的周期；(2)卫星A和B连续地不能干脆通讯的最长时间间隔(信号传输时间可忽视)．留意基本方法，数学实力要求很高。5.机械能内容（机械能）新要求考点说明考点解读功和功率动能和动能定理重力做功与重力势能功能关系、机械能守恒及应用ⅡⅡⅡⅡ

1.删除了“弹性势能”考点，增加“功能关系”考点。注意机械能实际上已包含了弹性势能。该主题的考点均为Il级要求，都是历届高考的重点，要足够重视。

必考二：《物理2》模块全国新课标卷物理力学选择题考点分布考查要点出现频次出处及题号2011年2012年2007年2008年2009年2010年功能618(F-t、v-t中功的判断)17(F-t图象中功率的判断)21、匀速运动拉力的功率16(功率在正弦v-t图的判断)16（蹦极中功、各种能综合）考查要点出现频次2013年I2013年Ⅱ2014年I2014年Ⅱ功能621（阻拦系统背景的v-t图、加速度、功率等）20.卫星变过程中，受稀薄阻力动能、势能变化16.水平面上两次拉力和摩擦力做功比较看统计2008宁夏（18）一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为1m/s。从今刻起先滑块运动方向上再施加一水平面作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变更规律分别如图a和图b所示。设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系正确的是：A．W1=W2=W3 B．W1＜W2＜W3C．W1＜W3＜W2 D．W1=W2＜W3看模型：多过程，变力，隐含条件看方法：图像反映过程，情景、图像公式结合，综合看实力：分析综合第1类、变力的功率2009宁夏（17）质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻起先受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则看模型：多过程，变力看方法：图像反映过程，情景、图像公式结合，综合看实力：分析综合第1类、变力的功率突出对图象反映物理规律的理解（物理6）一物体在外力的作用下从静止起先做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变更如图所示。设该物体在t0和2t0时刻相对于动身点的位移分别是x1和x2，速度分别是v1和v2，合外力从起先至t0时刻做的功是W1，从t0至2t0时刻做的功是W2，则(AC)A．x2=5x1，v2=3v1B．x2=9x1，v2=5v1C．x2=5x1，W2=8W1 D．v2=3v1，W2=9W1

2009年·海南看模型：多过程，变力，隐含条件看方法：图像反映过程，情景、图像公式结合，综合看实力：分析综合考查牛顿运动定律、动能定理及其应用第1类、变力的功率2010宁夏（16）如图所示，在外力作

用下某质点运动的v-t图像为

正弦曲线。从图像可以推断A．在0~t1时间内，外力作正功B.在0~t1时间内，外力的功率渐渐增大C．在t2时刻，外力的功率最大D．在t1~t3时间内，外力做的总功为零看模型：多过程，变力，由恒力成变力看方法：图像反映过程，情景、图像公式结合，综合看实力：理解实力、数学实力第1类、变力的功率2011海南(物理8)一物体自t=0时起先做

直线运动，其速度图线如图

所示。下列选项正确的是A．在0～6s内，物体离动身点最远为30mB．在0～6s内，物体经过的路程为40mC．在0～4s内，物体的平均速率为7.5m/sD．5～6s内，物体所受的合外力做负功第1类、变力的功率看模型：多过程，变力，由恒力成变力看方法：图像反映过程，情景、图像公式结合，综合看实力：理解实力、数学实力2009宁夏（21）水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ（0＜μ＜1）。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平面夹角为θ，如图，在θ从0渐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则A．F先减小后增大B．F始终增大C．F的功率减小D．F的功率不变第1类、变力的功率看模型：多状态，变力，求极值看方法：基本方法看实力：数学实力2011海南物理(9)一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用。下列推断正确的是无情景示意图，文字表述第1类、变力的功率16.一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v，若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止起先经过同样的时间后速度变为2v，对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则：无情景示意图，是基本规律、基本方法，回来2008,20092014理综Ⅱ答案：BA.WF2>4WF1，Wf2>2Wf1

B.WF2>4WF1，Wf2=2Wf1C.WF2<4WF1，Wf2=2Wf1

D.WF2<4WF1，Wf2<2Wf1第2类、恒力的功率突出定性和半定量15.一质点起先时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能A.始终增大B.先渐渐减小至零，再渐渐增大C.先渐渐增大至某一最大值，再渐渐减小D.先渐渐减小至某一非零的最小值，再渐渐增大看试题看模型：一物体，恒力作用，运动和力的关系看方法：基本方法看实力：分析综合实力2011理综第2类、恒力的功率20.目前，在地球四周有很多人造地球卫星围着它转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径渐渐变小。若卫星在轨道半径渐渐变小的过程中，只受到地球引力和淡薄气体阻力的作用，则下列推断正确的是A.卫星的动能渐渐减小B.由于地球引力做正功，引力势能确定减小C.由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变D.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小2013全国2看比较情景单一，基本规律的运用，推理实力看模型：卫星变轨、动态变更看方法：情景、公式结合，两个定律，机械能关系看实力：分析综合第3类、保守力的功16.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽视，运动员可视为质点，下列说法正确的是A.运动员到达最低点前重力势能始终减小B.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C.蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D.蹦极过程中，重力势能的变更与重力势能零点的选取有关难度系数：0.4565看模型：一物体，三过程，综合应用看方法：超重失重、基本方法看实力：分析综合实力2011理综第3类、保守力的功21.2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图（a）为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立刻关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止。某次着陆，以飞机着舰为计时零点，飞机在t=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度—时间图线如图(b)所示。假如无阻拦索，飞机从着舰到停止须要的滑行距离约为1000m。已知航母始终静止，重力加速度的大小为g。则从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10在0.4s~2.5s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变更在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5g在0.4s~2.5s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变答案：AC看试题景、图、式结合，联系实际、分析综合实力看归纳无情景示意图多图像反应规律多文字表述情景多与v–t图结合多过程问题多综合应用看拓展近几年，共考6次。3次单一，三次综合确定会这样是基础学问、基本技能单一变综合留意图像、留意综合应用太原市2013年高三年级模拟试题(一)21．2012年10月14日，身穿特制宇航服的Baumgartner从39km的太空边缘跳伞，平安着陆到美国新墨西哥州的指定地点.创建了载人气球最高飞行、最高自由落体、无助力超音速飞行等多项世界纪录.假设Baumgartner从39km的太空边缘起先下落后，先匀加速下落40s时速度达到1296km/h（360m/s），再匀减速下落125s，在距离地面只有最终1800m时，打开着陆伞匀减速下降，到达地面时速度恰好为零。已知Baumgartner及装备的总质量为100kg，取重力加速度g=10m/s2，对于人及装备，以下说法正确的是A．20s末，合力的功率为1.8kWB．着陆伞打开前匀减速下落的125s内，重力做功为3.0×107JC．在整个下落的过程中，重力的功领先增大后减小D．着陆伞打开后，阻力的大小为1400N看拓展留意综合2009上海（5）小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面。在上升至离地高度h处，小球的动能是势能的2倍，在下落至离地高度h处，小球的势能是动能的2倍，则h等于留意基本方法太原市2013年高三年级模拟试题(三)

16．某大型游乐场内的新型滑梯可等效为一个倾角为θ的斜面，一个小孩与斜面MO段的动摩擦因数为1/2tanθ，与ON段的动摩擦因数为2tanθ。若他从M点由静止起先下滑，到达N点时恰好静止。将小孩视为质点，

则该小孩从斜面顶端M点滑

原委端N点的过程中，下列

说法正确的是A．从M到O的时间是从O到N时间的2倍B．在MO段摩擦力做的功等于在ON段摩擦力做的功C．小孩和地球组成系统的机械能先增大后减小D．小孩和地球组成系统的机械能的削减量小于克服摩擦力做的功留意多过程的综合太原市2013～2014学年高三年级其次学段测评6．如图所示，一轻质弹簧下端固定