（南方凤凰台）2016年高三物理一轮复习导学案 第四章 第4课时 万有引力与航天

（南方凤凰台）2016年高三物理一轮复习导学案 第四章 第4课时 万有引力与航天内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 万有引力与航天考纲解读 【知识要点】1解决天体(卫星)运动问题的基本思路(1)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即 G ma nm r2)在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力 ，即 G mg(g 表示天体表面2天体质量和密度的计算(1)利用天体表面的重力加速度 g 和天体半径 天体质量 M ， 43)通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期 T 和轨道半径 r.由万有引力等于向心力，即 G m r，得出中心天体质量 M ；22已知天体半径 R，则天体的平均密度 ；43天体的卫星在天体表面附近环绕天体运动，可认为其轨道半径 r 等于天体半径 R， 2、则天体密度 要测出卫星环绕天体表面运动的周期 T，就可估算出中心天体3卫星的各物理量随轨道半径变化的规律高中物理资源下载平台世昌的博客 极地卫星和近地卫星(1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖(2)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为 7.9 km/s(3)两种卫星的轨道平面一定通过地球的球心1第一宇宙速度又叫环绕速度推导过程为：由 得： 7.9 km/一宇宙速度是人造地球卫星在 环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度3第一宇宙速度是人造卫星的 速度，也是人造地球卫星的 速度注意(1 3、)两种周期自转周期和公转周期的不同(2)两种速度环绕速度与发射速度的不同，最大环绕速度等于最小发射速度(3)两个半径天体半径 R 和卫星轨道半径 r 的不同(4)第二宇宙速度(脱离速度)：v 2 km/s，使物体挣脱 引力束缚的最小发射速度(5)第三宇宙速度(逃逸速度)：v 3 km/s，使物体挣脱 引力束缚的最小发射速度【典型例题】例 1 1798 年，英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量 G，因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人若已知万有引力常量 G，地球表面处的重力加速度 g，地球半径 R，地球上一个昼夜的时间 球自转周期 )，一年的时间 球公转周期)，地球中心到月球中心的距离 球中 4、心到太阳中心的距离 )A地球的质量 m 地 B太阳的质量 m 太 2世昌的博客 月球的质量 m 月 D可求月球、地球及太阳的密度42 (2013广东 14)如图 1，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为 M 和 2M 的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是()A甲的向心加速度比乙的小 B甲的运行周期比乙的小C甲的角速度比乙的大 D甲的线速度比乙的大例 3 某人在一星球表面上以速度 直上抛一物体，经过时间 t 后物体落回手中已知星球半径为 R，那么沿星球表面将物体抛出，要使物体不再落回星球表面，抛射速度至少为()A. B. C. 展训练】1(2013江苏单科1)火星和木星沿各自的椭圆轨道绕 5、太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知()A太阳位于木星运行轨道的中心B火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积22013 年 6 月 13 日，神舟十号与天宫一号成功实现自动交会对接假设神舟十号与天宫一号都在各自的轨道做匀速圆周运动已知引力常量为 G，下列说法正确的是( )A由神舟十号运行的周期和轨道半径可以求出地球的质量B由神舟十号运行的周期可以求出它离地面的高度C若神舟十号的轨道半径比天宫一号大，则神舟十号的周期比天宫一号小D漂浮在天宫一号内的宇航员处于平衡状态3一人造 6、地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的 ，不考虑卫星质量的变化，则变轨前、后卫星的()14A向心加速度大小之比为 41 B角速度大小之比为 21高中物理资源下载平台世昌的博客 周期之比为 18 D轨道半径之比为 124随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已不是梦想假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度 直向上抛出一个小球，经时间 t 后小球回到出发点已知月球的半径为 R，引力常量为 G，则下列说法正确的是()A月球表面的重力加速度为 B月球的质量为航员在月球表面获得 的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动航员在月球表面附近绕月球做匀速 7、圆周运动的绕行周期为 型登月器连接在航天站上，一起绕月球做圆周运动，其轨道半径为月球半径的 3倍某时刻，航天站使登月器减速分离，登月器沿如图 1 所示的椭圆轨道登月，在月球表面逗留一段时间完成科考工作后，经快速启动仍沿原椭圆轨道返回当第一次回到分离点时恰与航天站对接登月器快速启动时间可以忽略不计，整个过程中航天站保持原轨道绕月运行已知月球表面的重力加速度为 球半径为 R，不考虑月球自转的影响，则登月器可以在月球上停留的最短时间约为()A B C D012 年，天文学家首次在太阳系外找到一个和地球尺寸大体相同的系外行星 P，这个行星围绕某恒星 Q 做匀速圆周运动测得 P 的公转周期为 T，公转轨 8、道半径为 ，则()A恒星 Q 的质量约为 B行星 P 的质量约为422 7.9 km/s 的速度从地球发射的探测器可以到达该行星表面D以 11.2 km/s 的速度从地球发射的探测器可以到达该行星表面7一行星绕恒星做匀速圆周运动由天文观测可得，其运行周期为 T，速度为 v，引力常量为 G，则()A恒星的质量为 B行星的质量为2星运动的轨道半径为 D行星运动的加速度为国于 2013 年 6 月 11 日 17 时 38 分发射“神舟十号”载人飞船，并与“天宫一号”目标飞行器对接如图 3 所示，开始对接前， “天宫一号”在高轨道， “神舟十号”飞船在低轨道，各自绕地球做匀速圆周运动，距离地面的高度 9、分别为 地球半径为 R)， “天宫一号”的运行周期高中物理资源下载平台世昌的博客 则以下说法正确的是()A “天宫一号”跟“神舟十号 ”的线速度大小之比为“天宫一号”跟“神舟十号 ”的向心加速度大小之比为R R C “天宫一号”的角速度比地球同步卫星的角速度大D “天宫一号”的线速度大于 7.9 km/014 年 10 月 8 日，月全食带来的“红月亮”亮相天空，引起人们对月球的关注我国发射的“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行 n 圈所用时间为 t，如图 4 所示已知月球半径为 R，月球表面处重力加速度为 g 月 ，引力常量为 1)月球的质量 M；(2)月球的第一宇宙速度 3)“嫦娥三号”卫星离月球表面的高度 h.(3)计算物体在前 3 s 内和前 6 s 内的位移大小。