2019届高三第二轮复习 专题二(第4讲）

1、2019次高三物理第二次复习，主题二力和曲线运动，课件制作讲座：邵阳市二中谭伟卿，第四次，万有引力规律及其应用，【命题分析】，试验点一天的体质和密度估计1 .利用天体表面的重力加速度g和天体半径r计算。 由于G=mg，因此计算了天体质量M=、天体密度、2 .卫星绕天体的等速圆周运动的周期t和轨道半径r。 由万有引力提供向心力，即中心天体的质量M=。 如果知道天体的半径r，那么如果认为天体的平均密度在天体表面附近绕天体旋转，轨道半径r等于天体的半径r，那么天体的密度可以通过测定卫星绕天体表面旋转的周期t来估计中心天体的密度。 【新问题速训】1.(多选)中国新闻网公布，在摩洛哥坠落的陨石已被证明来

2、自火星。 某同学想根据平时收集的火星资料的一部分计算火星的密度，并与这个陨石的密度进行比较。 计算火星密度的下式准确地选择a、c、d (重力常数g已知，忽略火星自转的影响)。=因此，选项d是正确的选项a、c是正确的。 2.(多选)宇航员在月球表面附近从高度h以初速v0投球的情况下，球的水平射程被测定为l。 已知月亮的半径是r，万有引力常数是g。 以下说法正确的是： () a .月表面重力加速度b .月的平均密度c .月的第一宇宙速度d .月的质量【解析】选择a、b。 平放运动的时间根据故a在正确的月表面上月的体积月的平均密度根据b正确的月的第一宇宙速度故c错误原因d错误。 【加强训练】1.(2

3、018九江一模)假设宇宙中有无限远的行星a和b，半径为RA和RB。 如图所示，这两个行星周围卫星轨道半径的三次方(r3 )与运行周期的平方(T2 )的关系，T0是卫星围绕行星表面的周期。 a .行星a质量比行星b的质量b大.行星a的密度比行星b的密度c小.行星a的第一宇宙速度比行星b的第一宇宙速度d小.在两行星的卫星轨道半径相同的情况下，行星a的卫星向心加速度比行星b的卫星向心加速度小，选择分析a . 从图像可以看出，因为a的倾斜度大，所以a的质量大，a是正确的。 从图像中可以看出，卫星在两个行星表面运行时，周期相同，代入r=R，行星密度相同，b错误。 如果通过万有引力提供向心力，因为行星a的

4、半径大，行星a的第一宇宙速度也大，c是错误的。 两卫星的轨道半径相同时，由于它们的向心加速度a的质量大于b的质量，所以行星a、的卫星向心加速度大，d是错误的。 2 .以初始速度v0向某星表面垂直投射物体，物体仅作用于该星的引力，设该物体落下到被投下的时间为t，设该星的直径为d，万有引力常数为g，则该星的质量可以推定为()、【解析】。 根据投掷运动规律，又是a项正确的。 试验点二行星、卫星运动问题1 .一个模型：卫星运动可以简化为质点的等速圆周运动。 2.2组公式： (1)G=m=m2r=m r=man。 (2)G=mg(g是地球表面的重力加速度)。 3 .一句口诀：越远越慢，越远越小。 (1)

5、越远越晚：绕相同中心天体旋转的卫星，离中心天体越远v，越小t就越大。 (2)越远越小：绕着相同中心天体旋转的卫星，卫星离中心天体越远，an越小。 “新问题速训”1 .天文学家发现了名为“HD85512b”的新系外行星，据报道其质量是地球的3.6倍，半径约是地球的1.6倍，它绕着名为“HD85512”的恒星运转，一周只运行54天。根据以上信息，() a .恒星HD85512的质量比太阳大b .行星HD85512b的自转周期比24h C小.行星HD85512b的第一宇宙速度比7.9km/s D大.行星HD85512b表面的重力加速度比9.8m/s2小. 设地球的质量为m0，半径为r0，这个行星的质

6、量为3.6m0，半径为1.6r0，这个行星围绕“HD85512”的恒星旋转，从万有引力法则G=m r可以看出，如果地球和这个行星的公转半径都不知道，就比较恒星HD85512和太阳的质量的大小。 a错误的主题条件是类地行星的公转周期，因此无法判断自转周期，根据b错误的万有引力规律，地球的第一宇宙速度为7.9 km/s，同样能得到类地行星的第一宇宙速度，c和正确的地球表面的重力加速度一样能得到行星表面的重力加速度2.(多选)两个人造卫星绕地球逆时针运动，卫星1、卫星2分别沿圆轨道、椭圆轨道运动，圆的半径和椭圆的半长轴相等，两个轨道在a、b两点相交。 在某一时刻，两个卫星和地球在同一条直线上。 如图

7、所示，以下表现正确的是() a .两颗卫星在图示位置的速度v2=v1 B .两颗卫星的加速度的大小是c .两颗卫星在a点或b点可能会遇到d .两颗卫星。 v2是椭圆轨道的远点速度，速度最小，v1表示进行等速圆周运动的速度，因为v1v2，所以a错误的两个轨道上的卫星向a点运动时，受到的万有引力为加速度a=，加速度相同，所以b是正确的椭圆的半长轴与圆轨道的半径相同，根据开普勒的第三定律【加强训练】1.(多选) (2017年江苏高考)“天舟一号”货船于2017年4月20日在文昌宇宙发射中心发射，在与“天宫二号”空间实验室对接之前，“天舟一号”在距离地面约380km的圆轨道上飞行，其() a .角速度

8、小于地球自转角速度b 线速度比第一宇宙速度c小。 周期比地球自转周期d小。 向心加速度小于地面上的重力加速度。 “天舟一号”在距离地面约380 km的圆轨道上飞行，角速度比同步卫星的角速度大，但由于地球的自转角速度与同步卫星相同，a项根据错误的v=，而“天舟一号”的线速度比第一宇宙速度小，b项根据正确的开普勒第三定律， 由于“天舟一号”的周期比地球同步卫星的周期小，所以比地球的自转周期小，根据c项正确的a=判断“天舟一号”的向心加速度比地面的重力加速度小，d项正确。 2 .据科学技术日报报道，到2020年中国将发射8颗海洋系列卫星，包括4颗海洋浅蓝色卫星、2颗海洋动力环境卫星和2颗海陆雷达卫星

9、，将加强对黄岩岛、钓鱼岛和西沙群岛所有岛附近海域的监测。 假设海陆雷达卫星绕地球的等速圆周运动的轨道半径是海洋动力环境卫星的n倍，则在同一时间内() a .从海陆雷达卫星到地球球心的连接扫描面积是海洋动力环境卫星的n倍b .从海陆雷达卫星和海洋动力环境卫星到地球球心的连接扫描面积相等c .从海陆雷达卫星到地球球心的连接扫描面积是海洋动力环境卫星的倍d .从海陆雷达卫星到地球球心的连接扫描面积是海洋动力环境卫星的倍 根据G=m2r，=、扫描的面积是S=lr=r2=r2t，轨道半径之比是n的话是角速度之比，因此在同一时间内扫描的面积之比，c是正确的，a、b、d是错误的。3 .无法利用重力常数g和以

10、下数据之一计算地球质量的是() a .地球半径和重力加速度(不考虑地球自转) b .人造卫星在地面附近绕地球的速度和周期c .月亮绕地球的周期和月和地球的距离d .地球绕太阳的周期和地球和太阳的距离d，d，4.(复数石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，其发现使“宇宙电梯”的制造成为可能，假设人在被期待通过“宇宙电梯”的地球赤道面内有垂直于地面延伸至宇宙的轻量电梯，电梯的前端超过了地球同步卫星a的高度如图所示，如果某物体b乘坐宇宙电梯到达图示的位置，在这里停止，则与相同高度运行的卫星c相比，(A.B )的线速度大于c的线速度B.B，b的线速度小于c的线速度c。 b突然离开电梯，b离心运动d.

11、b突然离开，b向心运动BD试验点三宇宙机的轨道问题1 .轨道问题中的速度大小的比较： (1)在圆轨道上和椭圆轨道上分别通过同一点(圆轨道和椭圆轨道的接点)时的速度的大小，根据离心运动的条件和近心运动的条件(2)在半径不同的圆轨道上运动时的速度的大小，可以判断为“越远越慢”。 (3)在同一椭圆轨道上通过远地点近地点时的速度大小，可根据开普勒的第二定律判断。 2、改变轨道问题上加速度的大小的比较：改变轨道前后，航天器的加速度的大小可以根据牛顿第二定律判断。 改变轨道问题上周期的大小的比较：航天器在轨道上的运行周期的大小可以根据开普勒的第三定律进行判断。 4 .变轨问题中机械能的大小的比较：在运动中

12、宇宙飞机的机械能是否发生变化，可以根据功能关系w之外的=E来判断。 “加强训练”1.2016年10月19日3点31分，“神舟11号”载人宇宙飞船和“天宫2号”空间实验室实现了自动对接，形成了一个组合体，该组合体以地面393公里高的圆轨道围绕地球进行等速圆运动。 宇航员景海鹏、陈冬随后进入“天宫二号”空间实验室，两人将在“天宫二号”空间实验室进行科学实验和科普活动。 以下说法正确的是，a .“神舟11号”的宇宙飞船和“天宫二号”到达同一轨道后，从后面赶上前面的“天宫二号”，b .“神舟11号”的宇宙飞船需要在低轨道上向后面喷出热气与“天宫二号”的对接c .“神舟11号”的两位宇航员在“天宫二号”

13、的空间实验室里，可以使用重锤和打点计时器向全国中学生展示“验证机械能守恒定律”的实验。 因为在同一轨道上运行时加速离心运动，无法从后面赶上前面的“天宫二号”，所以a错误的宇宙飞船首先在半径比“天宫二号”小的轨道上加速，它进行离心运动使宇宙飞船接近空间实验室，在两者的速度接近时实现对接s是第二宇宙速度，卫星的发射速度达到第二宇宙速度后就离开地球，所以“神舟11号”宇宙船的发射速度小于11.2 km/s，c是错误的“天宫2号”空间实验室中的物体处于完全没有重量的状态，重物从静止不开始自由落下运动，因此“机械能” 2.(多选)中国第一个空间实验室“天宫1号”是酒泉卫星发射中心，通过长征火箭送到近地点

14、a、远地点b的椭圆轨道上，b点距地面高度h，地球中心位于椭圆焦点。 “天宫一号”飞行几周后，改变了轨道进入预定的圆轨道。已知“天宫一号”在预定圆轨道上旋转n周所花的时间为t，万有引力常数为g，地球半径为r。 下面的说法是正确的，a .“天宫一号”的椭圆轨道在b点的向心加速度是指圆轨道在b点的向心加速度b .“天宫一号”从a点沿椭圆轨道向b点运行的过程中，机械能不保存的c .“天宫一号”从a点沿椭圆轨道向b点运行在b点，在任何轨道上的b点，向心加速度都相同，发现a项是正确的“天宫1号”在椭圆轨道上运行时，其机械能被保存，b项错误的“天宫1号”在从a点沿椭圆轨道向b点运行的过程中，动能试验点四双星

15、和多星问题1 .双星模型： (1)特征。 围绕共同中心的两个星球构成的系统不受其他星球的影响。 这个系统被称为双星。 如图所示。 各自所需的向心力由相互的重力提供。 也就是说，两颗星的周期和角速度相同，t1=t 2，1=2。 的双曲馀弦值。 两颗星的轨道半径和它们的距离的关系是r1 r2=L。 (2)两颗星到圆心的距离r1、r2与星的质量成反比，即与星的运动线速度成反比，即2 .星的模型： (1)通常在同一平面内以同一圆心为中心进行等速圆运动，它们的周期都相等。 (2)星所需要的向心力由其他星合力提供其万有引力。 【新问题速训】1.(多选) (2018淮北一模)宇宙中，有一个三星系统，由两个质

16、量m小的星和一个质量m大的星构成，两个小的星围绕着大的星运行相同的圆轨道，轨道半径为r。 关于这个三星系统的说法是正确的，a .稳定运行时，大星使两个小星稳定运行时，大星在小星轨道的中心，两个小星在大星的相反侧，c .小星运行的周期是d .大星运行的周期是【解析】 这个三星系统应该在同一条直线上，而且两个小星在大星的另一边。 只有这样，一颗小星才能与大星和另一颗小星的引力合力提供向心力。 星星移动的周期。 2.2016年12月17日是中国发射“悟空”探测卫星两周年纪念日，一年来的观测进一步推进了人类对黑暗物质的研究。 当宇宙空间中两个质量相等的行星围绕其连接中心时，理论计算的周期与实际观测周期不一致，且=k(k1 )，因此科学家们认为两个行星之间存在黑暗物质。 假设黑暗物质均匀分布在以两个行星的球心线为直径的球体空间中，两个行星的质量都是m，暗物质的质量选择了()，【解析】选择了a。 假设两颗星的间隔为l，根据万有引力定律，因为有黑暗物质，均匀分布，所以被认为集中在两颗星的连接的中点，根据万有引力定律，联合解：故选a。 【加强训练】1.(复数回答)一个国际研究小组观测了双星系统，双星系统中质量小的星“吸”质量大的星的表面物质，达到了质量转移的目的。 根据大爆炸宇宙学，双星间的距离逐渐变大，假设星星的轨道接近圆，在这