高考新课标三维物理 通用版 二轮专题复习 万有引力定律及应用

高考新课标三维物理 通用版 二轮专题复习 万有引力定律及应用内容摘要：

1、第 4 讲 万有引力定律及应用天体质量和密度的估算(解读命题角度)【典 题 感 知 】例 1(2012福建高考 )一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v。 假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为 m 的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为 N。 已知引力常量为 G，则这颗行星的质量为()A. 路点拨(1)明确行星表面附近的绕行卫星的轨道半径与行星半径的大小关系。 (2)明确行星表面物体的重力与其所受万有引力的大小关系。 解析 由题意知行星表面的重力加速度为 g ，又在行星表面有 g ，卫星在行mgm ，联立解得 M ，故选项 B 正确。 案 B(掌握类题通法)【理 论 升 2、 华 】一、基础知识要记牢1万有引力定律表达式F有引力定律在天体运动中的主要应用公式(1) m 2) mg r(r 处的重力加速度)。 )对天体表面的物体 忽略自转时： m 0g(式中 R 为天体半径)，可得。 二、方法技巧要用好(1)利用天体表面的重力加速度 g 和天体的半径 R 计算天体质量和密度。 由 G M ，。 V 3)利用天体的卫星：已知卫星的周期 T(或线速度 v)和卫星的轨道半径 r 计算天体质量和密度。 由 G m 得 M2天体的质量 M 入得43、易错易混要明了(1)利用万有引力提供天体圆周运动的向心力估算天体质量，估算的是中心天体的质量而非环绕天体的质量。 (2)轨道半径与天体半 3、径的关系为 rRh，只有在天体表面附近的卫星，才有Rh， rR。 人造卫星的 a、v、T、 与 r 的关系(解读命题角度)【典 题 感 知 】例 2(2012浙江高考 )如图 141 所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。 假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。 下列说法正确的是()图 141A太阳对各小行星的引力相同B各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值思路点拨(1)太阳对各小行星的万有引力提供其圆周运动的向心力。 (2)各小行星的质量和轨道半径不一定相同。 4、解析 因各小行星到太阳中心的距离不同，皆大于地球到太阳中心的距离，根据万有引力公式 G m m( )2r知太阳对各小行星的引力不一定相同，各小行星选项 A、B 错误，由 a 和 ，r 越小，a 越大，大， 选项 C 正确， D 错误。 答案 C(掌握类题通法)【理 论 升 华 】一、基础知识要记牢(1)在研究人造卫星等天体运动时，进行了以下近似：中心天体是不动的，环绕天体以中心天体的球心为圆心做匀速圆周运动；环绕天体只受到中心天体的万有引力作用，这个引力提供环绕天体做匀速圆周运动的向心力。 (2)同步卫星：同步卫星绕地心做匀速圆周运动的周期等于地球的自转周期。 由 G m (Rh)，同步卫星都在赤道 5、上空相同的高度上。 h2 42法技巧要用好人造卫星的 a、v、T 与轨道半径的关系G (解读命题角度)【典 题 感 知 】例 32012 年 6 月 16 日 18 时 37 分，执行我国首次载人交会对接任务的“神舟九号”载人飞船发射升空，在距地面 343 公里的近圆轨道上，与等待已久的“天宫一号”实现多次交会对接、分离，于 6 月 29 日 10 时许成功返回地面，下列关于“神舟九号”与“天宫一号”的说法正确的是( )A若再知道“天宫一号”的绕行周期，再利用万有引力常量，就可算出地球的质量B在对接前， “神舟九号”轨道应稍低于 “天宫一号”的轨道，然后让“神舟九号”加速追上“天宫一号”并与之 6、对接C在对接前，应让“神舟九号 ”和“天宫一号”在同一轨道上绕地球做圆周运动，然后让“神舟九号”加速追上“天宫一号”并与之对接D “神舟九号”返回地面时应在绕行轨道上先减速思路点拨(1)航天器在圆轨道上运行时，地球对航天器的万有引力恰好提供其向心力。 (2)航天器要实现变轨，应增大或减小其运行速率。 解析 由 m (Rh) 可知，要计算出地球的质量，除 G、h、T 已知外，还 h2 42，故 A 错误，在对接前， “神舟九号 ”的轨道应稍低于“天宫一号”的轨道， “神舟九号”加速后做离心运动，才能到达较高轨道与“天宫一号”实现对接，故B 正确， C 错误； “神舟九号”返回地面时，应在圆形轨道上先 7、减速，才能做近心运动，D 正确。 答案 (掌握类题通法)【理 论 升 华 】一、基础知识要记牢(1)当物体做匀速圆周运动时，F 供 F 需 m。 )当 F 供 F 需 时，物体做近心运动。 (3)当 F 供 F 需 时，物体做离心运动。 二、方法技巧要用好(1)当卫星的运行速度 v 增大时，即卫星加速，此时卫星所需向心力 m 增大，万有引星将做离心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变大，克服引力做功，重力势能增加。 但卫星一旦进入新的轨道运行，由 v 知其运行速度要减小，械能均增加。 (2)当卫星的速度突然减小时，即卫星制动，此时卫星所需向心力 减小，万有引力星将做向心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变小，引力做正功，重力势能减少，进入新轨道运行时由 v 知运行速度将增大，但重力势能、机卫星的发射和回收就是利用了这一原理 )(3)卫星绕过不同轨道上的同一点( 切点)时，其加速度大小关系可用 F 较、易错易混要明了卫星变轨时半径的变化，根据万有引力和所需向心力的大小关系判断；稳定在新轨道上的运行速度变化由 v 判断。 GMr。