（安徽适用）高考物理一轮复习要点提示 第4讲 万有引力与航天课件 (2).ppt

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1、2021/8/11 星期三1乘乘积积 二次方二次方 两球心两球心间间的距离的距离 质质点到球心点到球心间间的距离的距离 2021/8/11 星期三2二、三种宇宙速度二、三种宇宙速度1第一宇宙速度第一宇宙速度：v1 ，是人造地球，是人造地球卫卫星的最小星的最小 速速度，也是人造地球度，也是人造地球卫卫星星绕绕地球做地球做圆圆周运周运动动的的 速度速度2第二宇宙速度第二宇宙速度(脱离速度脱离速度)：v2 ，是使物体，是使物体挣挣脱脱 引引力束力束缚缚的最小的最小发发射速度射速度3第三宇宙速度第三宇宙速度(逃逸速度逃逸速度)：v3 ，是使物体，是使物体挣挣脱脱 引引力束力束缚缚的最小的最小发发射速度

2、射速度(1)三种宇宙速度均指发射速度，不要误认为是环绕速度三种宇宙速度均指发射速度，不要误认为是环绕速度(2)任何星体都有对应的宇宙速度，以上三种宇宙速度是对地球而言任何星体都有对应的宇宙速度，以上三种宇宙速度是对地球而言的的7.9km/s11.2km/s发发射射最大最大地球地球16.7km/s太阳太阳2021/8/11 星期三3运运动动状状态态 相同的相同的 增大的增大的 不同的不同的 2021/8/11 星期三41关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是()A第一宇宙速度的大小第一宇宙速度的大小为为7.9km/sB第一宇宙速度又叫脱离速度第一宇宙速度

3、又叫脱离速度C第一宇宙速度跟地球的第一宇宙速度跟地球的质质量无关量无关D第一宇宙速度跟地球的半径无关第一宇宙速度跟地球的半径无关答案：答案：A2021/8/11 星期三52关于地球的同步关于地球的同步卫卫星下列星下列说说法正确的是法正确的是()A所有地球的同步所有地球的同步卫卫星一定星一定处处于赤道的正上方，但不一定在同一于赤道的正上方，但不一定在同一个个圆圆周上周上B所有地球的同步所有地球的同步卫卫星离地面的高度相同，但不一定位于赤道的星离地面的高度相同，但不一定位于赤道的正上方正上方C所有地球的同步所有地球的同步卫卫星的向心加速度、星的向心加速度、线线速度、角速度、周期一速度、角速度、周期

4、一定相同定相同D所有地球同步所有地球同步卫卫星的向心加速度大小、星的向心加速度大小、线线速度大小、角速度和速度大小、角速度和周期一定相等周期一定相等解析：解析：同步卫星高度一定，故同步卫星高度一定，故A错；同步卫星都在赤道面内，故错；同步卫星都在赤道面内，故B错；向心加速度、线速度都是矢量，故错；向心加速度、线速度都是矢量，故C错、错、D对对答案：答案：D2021/8/11 星期三63在日常生活中我在日常生活中我们们并没有并没有发现发现物体的物体的质质量随物体的运量随物体的运动动的的变变化化而而变变化，其原因是化，其原因是()A运运动动物体无法称物体无法称质质量量B物体的速度物体的速度远远小于

5、光速，小于光速，质质量量变变化极小化极小C物体物体质质量太大量太大D物体物体质质量不随速度量不随速度变变化而化而变变化化答案：答案：B2021/8/11 星期三74(2012年年合合肥肥模模拟拟)甲甲、乙乙为为两两颗颗地地球球卫卫星星，其其中中甲甲为为地地球球同同步步卫卫星星，乙乙的的运运行行高高度度低低于于甲甲的的运运行行高高度度，两两卫卫星星轨轨道道均均可可视视为为圆圆轨轨道以下判断正确的是道以下判断正确的是()A甲的周期小于乙的周期甲的周期小于乙的周期B乙的速度大于第一宇宙速度乙的速度大于第一宇宙速度C甲的加速度小于乙的加速度甲的加速度小于乙的加速度D甲在运行甲在运行时时能能经过经过北极

6、的正上方北极的正上方2021/8/11 星期三8答案：答案：C2021/8/11 星期三9应应用万有引力定律分析天体的运用万有引力定律分析天体的运动动 2021/8/11 星期三102021/8/11 星期三112021/8/11 星期三12例例1天文学家新发现了太阳系外的一颗行星这颗行星的体积是天文学家新发现了太阳系外的一颗行星这颗行星的体积是地球的地球的4.7倍，质量是地球的倍，质量是地球的25倍已知某一近地卫星绕地球运动的周倍已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为期约为1.4小时，引力常量小时，引力常量G6.671011 Nm2/kg2，由此估算该行星的，由此估算该行星的平均密度为平均密度

7、为()A1.8103 kg/m3B5.6103 kg/m3C1.1104 kg/m3 D2.9104 kg/m32021/8/11 星期三13答案答案D2021/8/11 星期三142021/8/11 星期三152021/8/11 星期三16答案：答案：A2021/8/11 星期三17人造人造卫卫星与双星星与双星问题问题2021/8/11 星期三182021/8/11 星期三19(1)卫星绕地球运行的最小周期约为卫星绕地球运行的最小周期约为85分钟分钟(2)人造地球卫星绕地球运行时，处于失重状态，并不是不受重力人造地球卫星绕地球运行时，处于失重状态，并不是不受重力作用，是因为重力完全用来提供向

8、心力作用，是因为重力完全用来提供向心力2021/8/11 星期三20例例2土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动其中有两个岩石颗粒为圆周运动其中有两个岩石颗粒A和和B与土星中心的距离分别为与土星中心的距离分别为rA8.0104 km和和rB1.2105 km.忽略所有岩石颗粒间的相互作用忽略所有岩石颗粒间的相互作用(结果结果可用根式表示可用根式表示)(1)求岩石颗粒求岩石颗粒A和和B的线速度之比的线速度之比(2)求岩石颗粒求岩石颗粒A和和B的周期之比的周期之比(3)土星探测器上有一物体，在地球上重为土星探测器上有一物体

9、，在地球上重为10 N，推算出它在距土星，推算出它在距土星中心中心3.2105 km处受到土星的引力为处受到土星的引力为0.38 N已知地球半径为已知地球半径为6.4103 km，请估算土星质量是地球质量的多少倍？，请估算土星质量是地球质量的多少倍？思路点拨思路点拨根据万有引力提供向心力，向心力公式选择涉及线速根据万有引力提供向心力，向心力公式选择涉及线速 度、周期的公式求比可得度、周期的公式求比可得(1)、(2)两问根据万有引力公式及万有引力两问根据万有引力公式及万有引力和重力的关系可得和重力的关系可得(3)问问2021/8/11 星期三212021/8/11 星期三222021/8/11

10、星期三232021/8/11 星期三24答案：答案：B 2021/8/11 星期三25卫卫星的在星的在轨轨运行和运行和变轨问题变轨问题 2021/8/11 星期三262021/8/11 星期三27例例3(2012年蚌埠模拟年蚌埠模拟)2009年年5月，航天月，航天飞飞 机在完成机在完成对对哈勃空哈勃空间间望望远镜远镜的的维维修任修任务务后，在后，在A点点 从从圆圆形形轨轨道道进进入入椭圆轨椭圆轨道道，B为轨为轨道道上的一上的一 点，如点，如图图所示关于航天所示关于航天飞飞机的运机的运动动，下列，下列说说法中法中 不正确的有不正确的有()A在在轨轨道道上上经过经过A的速度小于的速度小于经过经过B

11、的速度的速度B在在轨轨道道上上经过经过A的的动动能小于在能小于在轨轨道道上上经过经过A的的动动能能C在在轨轨道道上运上运动动的周期小于在的周期小于在轨轨道道上运上运动动的周期的周期D在在轨轨道道上上经过经过A的加速度小于在的加速度小于在轨轨道道上上经过经过A的加速度的加速度思路点拨思路点拨解决本题需要注意以下三点：解决本题需要注意以下三点：(1)由开普勒定律判断卫星在椭圆轨道上运行时的速度变化和周期由开普勒定律判断卫星在椭圆轨道上运行时的速度变化和周期(2)卫星变轨时，在不同轨道上的机械能不同，轨道半径越大机械能卫星变轨时，在不同轨道上的机械能不同，轨道半径越大机械能越大越大(3)加速度大小的

12、判断可根据万有引力大小来确定加速度大小的判断可根据万有引力大小来确定2021/8/11 星期三28答案答案D2021/8/11 星期三293(2011年高考大纲全国卷年高考大纲全国卷)我国我国“嫦娥一号嫦娥一号”探月探月卫卫星星发发射后，先在射后，先在“24小小时轨时轨道道”上上绕绕地球运行地球运行(即即绕绕地球一圈需要地球一圈需要24小小时时)；然后，；然后，经过经过两两次次变轨变轨依次到达依次到达“48小小时轨时轨道道”和和“72小小时轨时轨道道”；最后奔向月球如果；最后奔向月球如果按按圆圆形形轨轨道道计计算，并忽略算，并忽略卫卫星星质质量的量的变变化，化，则则在每次在每次变轨变轨完成后与

13、完成后与变变轨轨前相比前相比()A卫卫星星动动能增大，引力能增大，引力势势能减小能减小B卫卫星星动动能增大，引力能增大，引力势势能增大能增大C卫卫星星动动能减小，引力能减小，引力势势能减小能减小D卫卫星星动动能减小，引力能减小，引力势势能增大能增大答案：答案：D2021/8/11 星期三302021/8/11 星期三31答案：答案：A 2021/8/11 星期三32答案：答案：B 2021/8/11 星期三333(2011年高考北京理综年高考北京理综)由于通信和广播等方面的需要，由于通信和广播等方面的需要，许许多国家多国家发发射了地球同步射了地球同步轨轨道道卫卫星，星，这这些些卫卫星的星的()

14、A质质量可以不同量可以不同 B轨轨道半径可以不同道半径可以不同C轨轨道平面可以不同道平面可以不同 D速率可以不同速率可以不同答案：答案：A2021/8/11 星期三344(2010年高考新课标全国卷年高考新课标全国卷)太阳系中的太阳系中的8大行星的大行星的轨轨道均可以近似道均可以近似看成看成圆轨圆轨道下列四幅道下列四幅图图是用来描述是用来描述这这些行星运些行星运动动所遵从的某一所遵从的某一规规律的律的图图象象图图中坐中坐标标系的横系的横轴轴是是lg(T/T0)，纵轴纵轴是是lg(R/R0)；这这里里T和和R分分别别是行星是行星绕绕太阳运行的周期和相太阳运行的周期和相应应的的圆轨圆轨道半径，道半径，T0和和R0分分别别是是水星水星绕绕太阳运行的周期和相太阳运行的周期和相应应的的圆轨圆轨道半径下列四幅道半径下列四幅图图中正确的中正确的是是()2021/8/11 星期三35答案：答案：B2021/8/11 星期三36