2016《名师面对面》高考物理大一轮复习（课件+课时训练）第四章曲线运动万有引力定律及其应用第4讲 万有引力定律与航天

2016《名师面对面》高考物理大一轮复习（课件+课时训练）第四章曲线运动万有引力定律及其应用第4讲 万有引力定律与航天内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 第 4 讲一、选择题(在题后给的选项中，第 14 题只有一项符合题目要求，第 510 题有多项符合题目要求)1万有引力定律和库仑定律都遵循平方反比律，因此引力场和电场之间有许多相似的性质，在处理有关问题时可以将它们进行类比例如电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度，其定义式为 E ，在引力场中可以有一个类似的物理量来反映各点引力场的强地球质量为 M，半径为 R，地球表面处的重力加速度为 g，引力常量为 G，如果一个质量为 m 的物体位于距离地心 2R 处的某点，则下列表达式能反映该点引力场强弱的是( )AG B DR2 案】D【解析】引力场强弱表示为 g. 4 2、 42(2015 年广东十校联考)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象图中坐标系的横轴是 纵轴这里 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，T 0 和 别是列 4 幅图正确的是()A B CD【答案】B【解析】万有引力提供天体做匀速圆周运动的向心力，即G ，G ，联立解得 ，则 ，故选项 B 正确22T) 33高中物理资源下载平台世昌的博客 (2015 年山东模拟)研究表明，地球自转在逐渐变慢， 3 亿年前地球自转的周期约为22 小时，假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与 3、现在的相比()A距地面的高度变大 B向心加速度变大C线速度变大 D角速度变大【答案】A【解析】地球的周期增大，未来人类发射的卫星周期也将增大，根据万有引力公式可知 m ，则有 R ，卫星离地高度将变大，故 A 正确；由 知，2速度减小，故 B 错误；由 m 可知， v ，故线速度变小，故 G 可知， ，故角速度减小，故 D 错误2013 年山东卷)双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化若某双星系统中两星做圆周运动的周期为 T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的 4、k 倍，两星之间的距离变为原来的 n 倍，则此时圆周运动的周期为()A T B T D 案】B【解析】如图，设两恒星质量分别为 2，轨道半径分别为 来双星间的距离为 r，根据万有引力定律及牛顿第二定律可得M 1 2M 2 2立得 (r 1r 2) 2，即2T) 2T) GM22T) 2，当两星的总质量变为原来的 们之间的距离变为原来的 M22T)有 2联立解得 TT ，故选项 B 正确1 (2T) 世昌的博客 一人造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 161B角速度大小之比为 5、21C周期之比为 18D轨道半径之比为 12【答案】析】根据 G m 和 轨前、后的轨道半径之比22 14，D 项错误；由知 a161，A 项正确；由知 知2 81，B 项错误；由知 T 知 218，C 项正确422015 年清远质检)已知地球质量为 M，半径为 R，自转周期为 T，地球同步卫星质量为 m，引力常量为 列表述正确的是 ()A卫星距地面的高度为3星的运行速度小于第一宇宙速度C卫星运行时受到的向心力大小为 星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度【答案】析】天体运行的基本原理为万有引力提供向心力，地球的引力使卫星绕地球做匀速圆周运动，即 F 万 F 向 m 2 万 此时 ，设同步 6、卫星离地面高度h，则 F 万 F 向 以选项 C 错误，D 正确 h2由 ，得 v ，选项 B 正确 h2 h h 世昌的博客 ，得 Rh ，即 h R，选项 A 错误 h2 42mR h2015 年肇庆模拟)宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球，经过时间 t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为 L，若抛出时的初速度增大到原来的两倍，则抛出点与落地点之间的距离为 该星球的半径为 R，引力常量为 G，则下列选项正确的是 ()A抛出点离该星球表面的高度为 一次抛出小球的初速度为6星球表面的重力加速度为23星球的质量为23L案】析】小球在某星球表面做平抛运动设下落高度 7、为 h，第一次水平射程为 x，第二次水平射程为 L2h 2x 2,3L2h 24x 2，解得 x L，h ，故第一23 ；由 h g ；由 M，得星球的质量 M2 23选项 C、D 正确23国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站如图 1 所示，关闭动力的航天飞机向月球靠近，并将与空间站在 B 处对接已知空间站的绕月轨道半径为r，周期为 T，万有引力常量为 G，下列说法正确的是( )图 1A航天飞机在飞向 B 处的过程中，月球引力做正功B航天飞机在 B 处由椭圆轨道可直接进入空间站轨道C根据题中条件可以算出月球质量D根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小【答案】世昌的博客 【解析】 8、航天飞机在飞向 机受到的引力方向和飞行方向之间的夹角是锐角，月球引力做正功；由运动的可逆性，知航天飞机在 绕月球飞行的空间站质量为 m， m r，可以算出月球质量2间站的质量不知，不能算出空间站受到的月球引力大小9如图 2 所示，有 A、B 两颗行星绕同一颗恒星 M 做圆周运动，旋转方向相同，A 行星的周期为 行星的周期为 某一时刻两行星相距最近则下列判断正确的是( )图 2A经时间 tT 1T 2，两行星再次相距最近B经时间 t ，两行星再次相距最近时间 t ，两行星相距最远时间 t ，两行星相距最远2 答案】析】法一设单位时间内两行星转过的角度之差为 ， 1 2 过的角度之差为 2，所需时 9、间为 t1，t 1 1过的角度之差为 ，所需时间为 t2，t 2 12 二设经时间 星转过(n1)周，则n 1)T 1 得 得 T1t 2，得 .(n 12) 2 0(2015 年长春模拟)我国发射的首个目标飞行器“天宫一号 ”，在高度约 343 近圆轨道上运行，等待与“神舟八号”飞船进行对接 “神舟八号”飞船发射后经变轨调整高中物理资源下载平台世昌的博客 “天宫一号”后下方距地高度约为 330 近圆稳定轨道图 3 为二者对接前在各自稳定圆周轨道上运行的示意图二者运行方向相同，视为做匀速圆周运动，下列说法中正确的是()图 3A为使“神舟八号”与“天宫一号 ”对接，可在当前轨道位置对“神舟八号” 10、适当加速B “天宫一号”所在处的重力加速度比 “神舟八号”大C “天宫一号”在发射入轨后的椭圆轨道运行阶段，近地点的速度大于远地点的速度D在“天宫一号”内，太空健身器、体重计、温度计都可以正常使用【答案】析】 “神舟八号”适当加速后做离心运动可与“天宫一号”对接，故选项 A 正确；由 a 天 a 神 ，故“天宫一号”所在处的重力加速度比 “神舟八号”小，选项r h2B 错；由开普勒第二定律可知近地点的速度大于远地点的速度，选项 C 正确；在“天宫一号”内所有物体处于完全失重状态，体重计不可以正常使用，选项 D 错二、非选择题11欧盟和我国合作的“伽利略”全球卫星定位系统的空间部分由平均分布在 11、3 个轨道平面上的 30 颗轨道卫星构成，每个轨道平面上有 10 颗卫星，从而实现高精度的导航定位现假设“伽利略”系统中每颗卫星均围绕地心 O 做匀速圆周运动，轨道半径为 r,1 个轨道平面上某时刻 10 颗卫星所在位置如图 4 所示，相邻卫星之间的距离相等，卫星 1 和卫星 3 分别位于轨道上 A、B 2 个位置，卫星按顺时针运行地球表面的重力加速度为 g，地球的半径为 R，不计卫星间的相互作用力求卫星 1 由 A 位置运行到 B 位置所需要的时间高中物理资源下载平台世昌的博客 44【答案】25析】设地球质量为 M，卫星质量为 m，每颗卫星的运行周期为 T，万有引力常量为 G，由万有引力定律和牛顿定律有 G 2.gG .式，可得 T .2 由 位置所需要的时间t T，210联立式，可得 t 2015 年六校联考)一宇航员抵达一半径为 R 的星球表面后，为了测。