2019高考物理二輪復習 專題二 力與曲線運動 1-2-4 萬有引力定律及其應用課件.ppt

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1、第4講萬有引力定律及其應用,1(2018課標)(多選)2017年，人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波。根據(jù)科學家們復原的過程，在兩顆中子星合并前約100 s時，它們相距約400 km，繞二者連線上的某點每秒轉動12圈。將兩顆中子星都看作是質量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、引力常量并利用牛頓力學知識，可以估算出這一時刻兩顆中子星() A質量之積 B質量之和 C速率之和 D各自的自轉角速度,答案 BC,2(2018課標)2018年2月，我國500 m口徑射電望遠鏡(天眼)發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星“J03180253”，其自轉周期T5.19 ms。假設星體為質量均勻分布的球體，已知引力

2、常量為6.671011 Nm2/kg2。以周期T穩(wěn)定自轉的星體的密度最小值約為() A5109 kg/m3 B51012 kg/m3 C51015 kg/m3 D51018 kg/m3,答案 C,3(2018課標)為了探測引力波，“天琴計劃”預計發(fā)射地球衛(wèi)星P，其軌道半徑約為地球半徑的16倍；另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍。P與Q的周期之比約為() A21 B41 C81 D161,答案 C,4(2018北京理綜)若想檢驗“使月球繞地球運動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下，需要驗證

3、() A地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的1/602 B月球公轉的加速度約為蘋果落向地面加速度的1/602 C自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的1/6 D蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的1/60,答案 B,例1(2018湖南師大附中等四校聯(lián)考)(多選)某行星外圍有一圈厚度為d的發(fā)光帶(發(fā)光的物質)，簡化為如圖甲所示模型，R為該行星除發(fā)光帶以外的半徑?，F(xiàn)不知發(fā)光帶是該行星的組成部分還是環(huán)繞該行星的衛(wèi)星群，某科學家做了精確地觀測，發(fā)現(xiàn)發(fā)光帶繞行星中心的運行速度v與到行星中心的距離r的關系如圖乙所示(圖中所標為已知)，則下列說法正確的是(),解析 若發(fā)光帶是該行星的組成部分，則其角

4、速度與行星自轉角速度相同，應有vr，v與r應成正比，與圖像不符，因此發(fā)光帶不是該行星的組成部分，故A錯誤；設發(fā)光帶是環(huán)繞該行星的衛(wèi)星群，由萬有引力提供向心力，,答案 BC,創(chuàng)新預測 1(2018內蒙古赤峰二中第三模擬)假設地球可視為質量均勻分布的球體。已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0、在赤道的大小為g，地球自轉的周期為T。則地球的半徑為(),答案 B,2(2018株洲質檢)(多選)2016年10月19日凌晨“神舟十一號”飛船與“天宮二號”成功實施自動交會對接。如圖所示，已知“神舟十一號”“天宮二號”對接后，組合體在時間t內沿圓周軌道繞地球轉過的角度為，組合體軌道半徑為r，地球表面重力加

5、速度為g，引力常量為G，不考慮地球自轉。則(),A可求出地球的質量 B可求出地球的平均密度 C可求出組合體的做圓周運動的線速度 D可求出組合體受到地球的萬有引力,答案 ABC,3(2018安徽省十校聯(lián)考)(多選)科學家們通過研究發(fā)現(xiàn)，地球的自轉周期在逐漸增大，假設若干年后，地球自轉的周期為現(xiàn)在的k倍(k1)，地球的質量、半徑均不變，則下列說法正確的是() A相同質量的物體，在地球赤道上受到的重力比現(xiàn)在的大 B相同質量的物體，在地球赤道上受到的重力比現(xiàn)在的小 C地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為現(xiàn)在的k 倍 D地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為現(xiàn)在的k 倍,答案 AC,例2 (2018遼寧本溪市聯(lián)合模擬)如圖所示，

6、A為置于地球赤道上的物體，B為繞地球做橢圓軌道運行的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運動的衛(wèi)星，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點，已知A、B、C繞地心運動的周期相同，相對地心，下列說法中錯誤的是(),A衛(wèi)星C的運行速度大于物體A的速度 B物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的加速度 C衛(wèi)星B運動軌跡的半長軸與衛(wèi)星C運動軌跡的半徑相同 D衛(wèi)星B在P點的加速度大小與衛(wèi)星C在該點的加速度大小相等,答案 B,創(chuàng)新預測 42017年4月，我國成功發(fā)射的天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室完成了首次交會對接，對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道(可視為圓軌道)運行。與天宮二號單獨運行時相比，組合體運行的() A周期變大B速率變大

7、 C動能變大 D向心加速度變大,答案 C,5(2018天津和平區(qū)期末)中國航天局在2015年年底發(fā)射了高分四號衛(wèi)星，這是中國首顆地球同步軌道高時間分辨率對地觀測衛(wèi)星，如圖所示，A是靜止在赤道上隨地球自轉的物體；B、C是同在赤道平面內的兩顆人造衛(wèi)星，B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上，C是高分四號衛(wèi)星。則下列關系正確的是(),A物體A隨地球自轉的角速度大于衛(wèi)星B的角速度 B衛(wèi)星B的線速度小于衛(wèi)星C的線速度 C物體A隨地球自轉的向心加速度小于衛(wèi)星C的向心加速度 D物體A隨地球自轉的周期大于衛(wèi)星C的周期,答案 C,6(2018廣東佛山市一中段考)如圖所示，某極地軌道衛(wèi)星的運行軌道平面

8、通過地球的南北兩極，已知該衛(wèi)星從北緯60的正上方，按圖示方向第一次運行到南緯60的正上方時所用時間為1 h，則下列說法正確的是(),A該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運行半徑之比為14 B該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運行速度之比為12 C該衛(wèi)星的運行速度一定大于7.9 km/s D該衛(wèi)星的機械能一定大于同步衛(wèi)星的機械能 解析 衛(wèi)星從北緯60的正上方，按圖示方向第一次運行到南緯60的正上方時，偏轉的角度是120，剛好為運行周期的 T，所以衛(wèi)星運行的周期為3 h，同步衛(wèi)星的周期是24 h，,答案 A,1熟記變軌現(xiàn)象,2掌握衛(wèi)星變軌過程中的能量變化 衛(wèi)星在同一軌道上穩(wěn)定運行過程中機械能守恒；在變軌過程中，點火加速，做離心

9、運動，軌道升高，機械能增加，點火減速，做近心運動，軌道降低，機械能減少。,例3 (多選)我國成功實施了“神舟七號”載人航天飛行并實現(xiàn)了航天員首次出艙。飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠地點343千米處點火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運行周期約為90分鐘。下列判斷正確的是(),A飛船變軌前后的機械能相等 B飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于失重狀態(tài) C飛船在此圓軌道上運動的角速度大于同步衛(wèi)星運動的角速度 D飛船變軌前通過橢圓軌道遠地點時的加速度大于變軌后沿圓軌道運動的加速度,答案 BC,創(chuàng)新預測 7(2018北京燕博園聯(lián)考)(多選)“神舟十一號”與“天宮二號”空間實

10、驗室成功實現(xiàn)自動交會對接。如圖所示為“神舟十一號”飛船(用A表示)與“天宮二號”空間實驗室(用B表示)對接前在軌道上的運行圖，若不計飛船發(fā)動機噴出氣體的質量。關于A和B的對接，下列說法正確的是(),A只減小A的質量，減小地球對A的萬有引力，就可以實現(xiàn)對接 B打開A的發(fā)動機，使飛船A的速度增大，才能實現(xiàn)對接 C在A與B對接的變軌過程中A的引力勢能逐漸增加 D在A與B對接的變軌過程中，合力對A做正功,答案 BC,8(2018合肥二模)(多選)中國首個空間實驗室“天宮一號”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，由長征運載火箭送入近地點為A、遠地點為B的橢圓軌道上，B點距離地面高度為h，地球的中心位于橢圓的一個焦點上。

11、“天宮一號”飛行幾周后進行變軌，進入預定圓軌道，如圖所示。已知“天宮一號”在預定圓軌道上飛行n圈所用時間為t，萬有引力常量為G，地球半徑為R。則下列說法正確的是(),A“天宮一號”在橢圓軌道的B點的向心加速度等于在預定圓軌道的B點的向心加速度 B“天宮一號”從A點開始沿橢圓軌道向B點運行的過程中，機械能不守恒 C“天宮一號”從A點開始沿橢圓軌道向B點運行的過程中，動能先減小后增大 D由題中給出的信息可以計算出地球的質量 M,答案 AD,9(2018山西第二次四校聯(lián)考)(多選)2013年12月2日1時30分，“嫦娥三號”探測器由“長征三號”乙運載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，首次實現(xiàn)月球軟著陸和月

12、面巡視勘察?！版隙鹑枴钡娘w行軌道示意圖如圖所示。假設“嫦娥三號”在環(huán)月段圓軌道和橢圓軌道上運動時，只受到月球的萬有引力，則(),A若已知“嫦娥三號”環(huán)月段圓軌道的半徑、運動周期和引力常量，則可算出月球的密度 B“嫦娥三號”由環(huán)月段圓軌道變軌進入環(huán)月段橢圓軌道時，應讓發(fā)動機點火使其減速 C“嫦娥三號”在環(huán)月段橢圓軌道上P點的速度大于Q點的速度 D“嫦娥三號”在動力下降階段，其引力勢能減小,答案 BD,近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和赤道 上隨地球自轉的物體的三種 圓周運動的比較 如圖所示，a為近地衛(wèi)星，半徑為r1；b為同步衛(wèi)星，半徑為r2；c為赤道上隨地球自轉的物體，半徑為r3。,【典例】 (多選)如圖所

13、示，a為地球赤道上的物體，b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，c為地球同步衛(wèi)星。則關于a、b、c做勻速圓周運動的說法中正確的是() A角速度的大小關系是acb B向心加速度的大小關系是aaabac C線速度的大小關系是vavbvc D周期的大小關系是TaTcTb,答案 AD,拓展訓練 1北斗衛(wèi)星系統(tǒng)由地球同步軌道衛(wèi)星與低軌道衛(wèi)星兩種衛(wèi)星組成，這兩種衛(wèi)星在軌道正常運行時() A同步衛(wèi)星運行的周期較大 B低軌衛(wèi)星運行的角速度較小 C同步衛(wèi)星運行可能飛越廣東上空 D所有衛(wèi)星運行速度都大于第一宇宙速度,答案 A,2有a、b、c、d四顆衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球一起轉動，b在地面附近近

14、地軌道上正常運動，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，設地球自轉周期為24 h，所有衛(wèi)星的運動均視為勻速圓周運動，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則下列關于衛(wèi)星的說法中正確的是(),Aa的向心加速度等于重力加速度g Bc在4 h內轉過的圓心角為 Cb在相同的時間內轉過的弧長最長 Dd的運動周期可能是23 h,解析 在地球赤道表面隨地球自轉的衛(wèi)星，其所受萬有引力提供重力和其做圓周運動的向心力，a的向心加速度小于重力加速度g，選項A錯誤；由于c為同步衛(wèi)星，所以c的周期為24 h，因此4 h內轉過的圓心角為 ，選項B錯誤；由四顆衛(wèi)星的運行情況可知，b運動的線速度是最大的，所以其在相同的時間內轉過的弧長最長，選項C正確；d運行的周期比c要長，所以其周期應大于24 h，選項D錯誤。 答案 C,