2020屆高三物理第二輪復(fù)習(xí) 曲線運(yùn)動(dòng)及天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用第2講萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用 新人教版

《2020屆高三物理第二輪復(fù)習(xí) 曲線運(yùn)動(dòng)及天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用第2講萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用 新人教版》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020屆高三物理第二輪復(fù)習(xí) 曲線運(yùn)動(dòng)及天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用第2講萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用 新人教版（19頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題四 曲線運(yùn)動(dòng)及天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用 第2講 萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用 【核心要點(diǎn)突破】 知識(shí)鏈接 一、萬(wàn)有引力定律及應(yīng)用思路 1.萬(wàn)有引力定律： 2.（1）天體運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)源于天體之間的萬(wàn)有引力。即 （2）萬(wàn)有引力等于重力 二、宇宙速度 （1）第一宇宙速度（環(huán)繞速度）：是衛(wèi)星環(huán)繞地球表面運(yùn)行的速度，也是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度，也是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度V1=7.9Km/s。 （2）第二宇宙速度（脫離速度）：使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度，V2=11.2Km/s。 （3）第三宇宙速度（逃逸速度）：使物體掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小發(fā)射速度，V

2、3=16.7 Km/s。 深化整合 【典例訓(xùn)練1】（2020·安徽理綜·T17）為了對(duì)火星及其周圍的空間環(huán)境進(jìn)行探測(cè)，我國(guó)預(yù)計(jì)于2020年10月發(fā)射第一顆火星探測(cè)器“螢火一號(hào)”。假設(shè)探測(cè)器在離火星表面高度分別為和的圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期分別為和?；鹦强梢暈橘|(zhì)量分布均勻的球體，且忽略火星的自轉(zhuǎn)影響，萬(wàn)有引力常量為G。僅利用以上數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出 A．火星的密度和火星表面的重力加速度 B．火星的質(zhì)量和火星對(duì)“螢火一號(hào)”的引力 C．火星的半徑和“螢火一號(hào)”的質(zhì)量 D．火星表面的重力加速度和火星對(duì)“螢火一號(hào)”的引力 【命題立意】本題以“螢火一號(hào)”火星探測(cè)器為背景材料,體現(xiàn)了現(xiàn)代航天技術(shù)始

3、終是高考的一個(gè)熱點(diǎn)。主要考查對(duì)萬(wàn)有引力定律、牛頓第二定律、勻速圓周運(yùn)動(dòng)等知識(shí)點(diǎn)的綜合運(yùn)用能力。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析： 運(yùn)動(dòng)牛頓第二定律求解 運(yùn)動(dòng)分析 受力分析 【規(guī)范解答】選A.設(shè)火星的半徑為R，火星的質(zhì)量為M，由可得：，，聯(lián)立可以求出火星的半徑為R，火星的質(zhì)量為M，由密度公式，可進(jìn)一步求出火星的密度；由，可進(jìn)一步求出火星表面的重力加速度，A正確。由于不知道“螢火一號(hào)”的質(zhì)量，所以不能求出火星對(duì)“螢火一號(hào)”的引力，只有A正確。 【典例訓(xùn)練2】（2020·浙江理綜·T20） 宇宙飛船以周期為T繞地球作圓

4、周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于地球遮擋陽(yáng)光，會(huì)經(jīng)歷“日全食”過(guò)程，如圖所示。已知地球的半徑為R，地球質(zhì)量為M，引力常量為G，地球自轉(zhuǎn)周期為。太陽(yáng)光可看作平行光，宇航員在A點(diǎn)測(cè)出的張角為，則 A．飛船繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度為 B．一天內(nèi)飛船經(jīng)歷“日全食”的次數(shù)為T/T0 C．飛船每次“日全食”過(guò)程的時(shí)間為 D．飛船周期為 【命題立意】本題以實(shí)際的天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題為背景,體現(xiàn)物理知識(shí)在實(shí)際問(wèn)題中的靈活運(yùn)用，主要考查天體運(yùn)行中的萬(wàn)有引力和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)以及日食知識(shí)。 【思路點(diǎn)撥】可以作出宇宙飛船運(yùn)動(dòng)軌跡和陽(yáng)光被地球遮擋情況圖，利用幾何關(guān)系結(jié)合萬(wàn)有引力和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)進(jìn)行分析。 【規(guī)范解答】選AD，由幾何關(guān)系知

5、：宇宙飛船的運(yùn)行半徑，所以線速度，所以A正確；由牛頓第二定律得：，所以D正確；一天內(nèi)飛船經(jīng)歷“日全食”的次數(shù)為T0/ T，B錯(cuò)誤；由幾何關(guān)系知知，飛船每次被地球擋住陽(yáng)光的軌跡圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為，因此飛船每次“日全食”過(guò)程的時(shí)間為，所以C錯(cuò)誤。 三、解答雙星問(wèn)題要點(diǎn) 解答雙星和類似雙星的問(wèn)題時(shí),要抓住其角速度相等的特點(diǎn),雙星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由它們之間的萬(wàn)有引力提供,即它們運(yùn)動(dòng)的向心力總是相等的,還應(yīng)該注意雙星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心是它們連線上的一點(diǎn),所以雙星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與雙星間的距離是兩個(gè)在物理意義和數(shù)值上都不同的概念,此時(shí)它們的軌道半徑之和才等于它們間的距離. 【典例訓(xùn)練3】

6、（2020·江蘇高考）英國(guó)《新科學(xué)家（New Scientist）》雜志評(píng)選出了2020年度世界8項(xiàng)科學(xué)之最，在XTEJ1650-500雙星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半徑R約45 km，質(zhì)量M和半徑R的關(guān)系滿足（其中c為光速，G為引力常量），則該黑洞表面重力加速度的數(shù)量級(jí)為（ ） A.108 m/s2 B.1010 m/s2 C.1012 m/s2 D.1014 m/s2 【高考真題探究】 1.（2020·江蘇物理卷·T6）2020年5月，航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點(diǎn)，如圖所

7、示，關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的有 （A）在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的速度小于經(jīng)過(guò)B的速度 （B）在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的動(dòng)能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A 的動(dòng)能 （C）在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期 （D）在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A的加速度 【命題立意】本題以航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修為背景，通過(guò)對(duì)航天飛機(jī)在不同軌道上運(yùn)行的周期、加速度、能量的討論，來(lái)考查萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用及航天知識(shí)。 【思路點(diǎn)撥】衛(wèi)星變軌問(wèn)題，要抓住確定軌道上運(yùn)行機(jī)械能守恒，在不同軌道上的衛(wèi)星其機(jī)械能不同，軌道越大機(jī)械能越大；加速度大小的判斷可根據(jù)受力大小來(lái)確定。 【規(guī)范解答】選

8、ABC 根據(jù)開普勒定律可知，衛(wèi)星在近地點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度，A正確；由I軌道變到II軌道要減速，所以B正確；類比于行星橢圓運(yùn)動(dòng)，由開普勒定律第三定律可知，，，所以，C正確；根據(jù)，在A點(diǎn)時(shí)加速度相等，D錯(cuò)誤。 2.（2020·全國(guó)Ⅱ理綜·T21）已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍。若某行星的平均密度為地球平均密度的一半，它的同步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的2.5倍，則該行星的自轉(zhuǎn)周期約為 A．6小時(shí) B. 12小時(shí) C. 24小時(shí) D. 36小時(shí) 【命題立意】本題以同步衛(wèi)星為考查點(diǎn)，體現(xiàn)了應(yīng)用物理知識(shí)分析問(wèn)題的能力，這是高考

9、命題的趨勢(shì)。 【思路點(diǎn)撥】根據(jù)萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力列方程，結(jié)合同步衛(wèi)星、球體體積公式、密度公式即可求解。 【規(guī)范解答】根據(jù)牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律有： 而，解得。 地球的同步衛(wèi)星的周期為T1=24小時(shí)，軌道半徑為r1=7R1，密度ρ1。 某行星的同步衛(wèi)星周期為T2，軌道半徑為r2=3.5R2，密度ρ2=ρ1。 利用比值法解得T2=12小時(shí)，故正確答案為B。 3.（2020·北京理綜·T16）一物體靜置在平均密度為的球形天體表面的赤道上。已知萬(wàn)有引力常量Ｇ，若由于天體自轉(zhuǎn)使物體對(duì)天體表面壓力恰好為零，則天體自轉(zhuǎn)周期為 Ａ．　　　　Ｂ．　　　?。茫　　。模? 【命題立意】本題以天

10、體轉(zhuǎn)動(dòng)為考查點(diǎn)，體現(xiàn)了應(yīng)用物理知識(shí)分析具體問(wèn)題的能力，這是高考命題的趨勢(shì)。 【思路點(diǎn)撥】天體自轉(zhuǎn)使物體對(duì)天體表面壓力恰好為零，則萬(wàn)有引力提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。 【規(guī)范解答】選D，由萬(wàn)有引力提供向心力得： 而，解得，故正確答案為D。 【類題拓展】巧解天體圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題 天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題基本關(guān)系式為，結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)基本物理量v、ω、T關(guān)系及其關(guān)系式來(lái)討論，即可順利解題。 4.（2020·福建理綜·T14）火星探測(cè)項(xiàng)目我國(guó)繼神舟載人航天工程、嫦娥探月工程之后又一個(gè)重大太空探索項(xiàng)目。假設(shè)火星探測(cè)器在火星表面附近圓形軌道運(yùn)行周期為T1，神舟飛船在地球表面附近圓形軌

11、道運(yùn)行周期為T2，火星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為p，火星半徑與地球半徑之比為q，則T1、T2之比為 A． B. C. D. 【命題立意】本題以我國(guó)將首次進(jìn)行的深空探測(cè)項(xiàng)目----火星探測(cè)為背景，體現(xiàn)考生要關(guān)注當(dāng)年度航天事件，考查萬(wàn)有引力與天體運(yùn)動(dòng)等相關(guān)問(wèn)題。 【思路點(diǎn)撥】根據(jù)萬(wàn)有引力提供探測(cè)器的向心力，利用比值法進(jìn)行計(jì)算 【規(guī)范解答】選D。設(shè)中心天體的質(zhì)量為M，半徑為R，當(dāng)航天器在星球表面飛行時(shí)，由 得 因此有 故選D。 5.（2020·山東理綜·T18）1970年4月24日，我國(guó)自行設(shè)計(jì)、制造的第一顆人造地球衛(wèi)星“東紅一號(hào)”發(fā)射成功

12、，開創(chuàng)了我國(guó)航天事業(yè)的新紀(jì)元?！皷|方紅一號(hào)”的運(yùn)行軌道為橢圓軌道，其近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)的高度分別為439km和2384km，則 A．衛(wèi)星在點(diǎn)的勢(shì)能大于點(diǎn)的勢(shì)能 B．衛(wèi)星在點(diǎn)的角速度大于點(diǎn)的角速度 C．衛(wèi)星在點(diǎn)的加速度大于點(diǎn)的加速度 D．衛(wèi)星在點(diǎn)的速度大于7．9km/s 【命題立意】本題以“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星材料為背景,體現(xiàn)了現(xiàn)代航天技術(shù)始終是高考的一個(gè)熱點(diǎn)。主要考查萬(wàn)有引力定律、牛頓第二定律、開普勒三定律等知識(shí)點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析： 運(yùn)動(dòng)牛頓第二定律求解 運(yùn)動(dòng)分析 受力分析

13、 【規(guī)范解答】選BC. 衛(wèi)星在點(diǎn)受到的萬(wàn)有引力大于N點(diǎn)受到的萬(wàn)有引力，所以衛(wèi)星在點(diǎn)的加速度大于點(diǎn)的加速度，C正確；衛(wèi)星離地面越高，線速度越小，角速度越小，重力勢(shì)能越大，所以A錯(cuò)誤,B正確；衛(wèi)星的第一宇宙速度是7．9km/s，是最大的環(huán)繞速度，所以D錯(cuò)誤。 6.（2020·天津理綜·T6）探測(cè)器繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，變軌后在周期較小的軌道上仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則變軌后與變軌前相比 A．軌道半徑變小 B．向心加速度變小 C．線速度變小 D．角速度變小 【命題立意】本題以繞月探測(cè)器為載體,主要考查了天體做圓周運(yùn)動(dòng)的周期，向心加速度，線速度，線速度與半徑的關(guān)系

14、。 【思路點(diǎn)撥】 【規(guī)范解答】 選A.月球?qū)μ綔y(cè)器的萬(wàn)有引力為探測(cè)器做圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力，由牛頓第二定律知：由此得 ，當(dāng)探測(cè)器周期T變小時(shí)，r將減小，故A正確；當(dāng)r減小時(shí)，加速度a，角速度ω，線速度v均增大，故B.C.D錯(cuò)誤 【專題模擬演練】 一、選擇題 1. 2020年9月27日，我國(guó)宇航員首次進(jìn)行太空行走.宇航員在艙外活動(dòng)時(shí)，系著安全帶，手也緊緊地抓住金屬桿.關(guān)于這些措施，下列觀點(diǎn)正確的是（ ） A.若沒(méi)有安全帶，手不抓住金屬桿，則宇航員會(huì)做自由落體運(yùn)動(dòng)，落回地面 B.若沒(méi)有安全帶，手不抓住金屬桿，則宇航員一定會(huì)遠(yuǎn)離飛船，永遠(yuǎn)留在太空 C.在安全帶

15、松弛的狀態(tài)下，即使宇航員不抓住金屬桿，也能與飛船相對(duì)靜止 D.若沒(méi)有安全帶，手不抓住金屬桿，則宇航員一定會(huì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，離開飛船 2.已知地球的半徑為6.4×106 m，地球自轉(zhuǎn)的角速度為7.27×10-5 rad/s，地球的重力加速度為9.8 m/s2，在地球表面發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度為7.9×103 m/s，第三宇宙速度為16.7×103 m/s，月地中心間距離為3.84×108 m.假設(shè)地球上有一棵蘋果樹長(zhǎng)到了月球那么高，則當(dāng)蘋果脫離蘋果樹后，將（ ） A.落回地面 B.飛向茫茫宇宙 C.成為地球的“蘋果月亮” D.成為地球的同步“蘋果衛(wèi)星” 3.（2020·聊城模擬

16、）質(zhì)量為的人造衛(wèi)星在地面上未發(fā)射時(shí)的重力為0，它在離地面的距離等于地球半徑的圓形軌道上運(yùn)行時(shí)的 （ ） A．周期為 B．速度為 C．動(dòng)能為? D．重力為0 4.關(guān)于人造地球衛(wèi)星和宇宙飛船，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（ ） A.若已知人造地球衛(wèi)星的軌道半徑和它的周期，利用引力常量，就可以算出地球質(zhì)量 B.兩顆人造地球衛(wèi)星，若它們的速率相等，它們的軌道半徑和繞行周期一定相同 C.在同一軌道上同方向運(yùn)行的兩顆衛(wèi)星，若將前面衛(wèi)星速率減小，后一衛(wèi)星就可能和前面衛(wèi)星發(fā)生碰撞 D.在繞地球飛行的宇宙飛船中，若宇航員從艙內(nèi)慢慢走出并離開飛船，飛船的速率不會(huì)發(fā)生改變 5.我國(guó)發(fā)射的“嫦娥

17、一號(hào)”探月衛(wèi)星進(jìn)入繞月軌道后，在近月點(diǎn)經(jīng)歷3次制動(dòng)點(diǎn)火，先后變成12小時(shí)、3.5小時(shí)、127分鐘三種工作軌道，其軌跡示意圖為如圖1所示的A、B、C，在衛(wèi)星3.5小時(shí)工作軌道與127分鐘工作軌道上分別經(jīng)過(guò)近月點(diǎn)時(shí)相比較（ ） A.速度大小相等 B.向心加速度大小相等 C.在3.5小時(shí)工作軌道上經(jīng)過(guò)近月點(diǎn)時(shí)的速度較大 D.在3.5小時(shí)工作軌道上經(jīng)過(guò)近月點(diǎn)時(shí)的向心加速度較大 6. 某一星球的第一宇宙速度為v，質(zhì)量為m的宇航員在這個(gè)星球表面受到的重力為G0，萬(wàn)有引力常量為G，則這個(gè)星球（ ） A.半徑為mv2/G0 B.質(zhì)量為mv4/G0G C.半徑為G0v2/m D.質(zhì)

18、量為Gm 7.（2020·利辛模擬）2020年2月11日，俄羅斯的“宇宙-2251”衛(wèi)星和美國(guó)的“銥-33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805km處發(fā)生碰撞。這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件。碰撞過(guò)程中產(chǎn)生的大量碎片可能會(huì)影響太空環(huán)境。假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓，甲的運(yùn)行速率比乙的大，則下列說(shuō)法中正確的是( ) A. 甲的運(yùn)行周期一定比乙的長(zhǎng) B. 甲距地面的高度一定比乙的高 C. 甲的向心力一定比乙的小 D. 甲的加速度一定比乙的大 二、計(jì)算題 8.（2020·瀏陽(yáng)模擬）宇航員在月球表面完成下面實(shí)驗(yàn)：在一固定的豎直光滑圓弧

19、軌道內(nèi)部的最低點(diǎn)，靜止一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）如圖示，當(dāng)給小球水平初速度v0時(shí)，剛好能使小球在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。已知圓弧軌道半徑為r，月球的半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G。若在月球表面上發(fā)射一顆環(huán)月衛(wèi)星，所需最小發(fā)射速度為多大？ 9.（17分）中國(guó)首個(gè)月球探測(cè)計(jì)劃“嫦娥工程”預(yù)計(jì)在2020年送機(jī)器人上月球，實(shí)地采樣送回地球，為載人登月及月球基地選址做準(zhǔn)備.設(shè)想我國(guó)宇航員隨“嫦娥”號(hào)登月飛船繞月球飛行，飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)儀器：A.計(jì)時(shí)表一只，B.彈簧測(cè)力計(jì)一個(gè)，C.已知質(zhì)量為m的物體一個(gè)，D.天平一臺(tái)（附砝碼一盒）.在飛船貼近月球表面時(shí)可近似看成繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，宇航員測(cè)量出

20、飛船在靠近月球表面的圓形軌道繞行N圈所用的時(shí)間為t.飛船的登月艙在月球上著陸后，遙控機(jī)器人利用所攜帶的儀器又進(jìn)行了第二次測(cè)量，科學(xué)家利用上述兩次測(cè)量數(shù)據(jù)便可計(jì)算出月球的半徑和質(zhì)量.若已知萬(wàn)有引力常量為G，則： （1）簡(jiǎn)述機(jī)器人是如何通過(guò)第二次測(cè)量得到物體在月球上所受的重力F的. （2）試?yán)脺y(cè)量數(shù)據(jù)（用符號(hào)表示）求月球的半徑和質(zhì)量. 10. 18分）“神舟”七號(hào)載人飛船按預(yù)定計(jì)劃于北京時(shí)間二零零八年九月二十七日下午成功實(shí)施中國(guó)航天員首次空間出艙活動(dòng).下面是相關(guān)的材料：16時(shí)34分左右，地面下達(dá)出艙命令.翟志剛“浮”到軌道艙艙門附近，伸手轉(zhuǎn)動(dòng)艙門手柄，深邃的太空，在中國(guó)人面前豁然敞開.16

21、時(shí)41分，身著中國(guó)研制的“飛天”艙外航天服的翟志剛頭先腳后飄出船艙，開始沿著軌道艙壁活動(dòng).翟志剛報(bào)告：“神舟”七號(hào)報(bào)告，我已出艙，感覺良好.向全國(guó)人民、向全世界人民問(wèn)好！17時(shí)許，翟志剛成功返回軌道艙，艙門關(guān)閉.在19分35秒的艙外“飛天”活動(dòng)中，翟志剛飛過(guò)了9 165公里，成為中國(guó)“飛得最高、走得最快”航天人. （1）艙外航天服是保障和實(shí)現(xiàn)航天員太空行走的關(guān)鍵.我國(guó)自行設(shè)計(jì)和制作的“飛天”航天服，總質(zhì)量120 kg，造價(jià)3 000萬(wàn)元人民幣.請(qǐng)你提出兩個(gè)與艙外航天服有關(guān)的物理問(wèn)題. （2）已知地球的半徑為R=6 400 km，地球表面的重力加速度為g=9.8 m/s2，求翟志剛實(shí)施太空行

22、走時(shí)距離地面的高度是地球半徑的多少倍.（計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字） 一、選擇題 1. 【解析】選C.若沒(méi)有安全帶，手不抓金屬桿，宇航員因受地球的萬(wàn)有引力作用，仍能和飛船相對(duì)靜止，一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，手抓住金屬桿用力時(shí)，宇航員才能在艙外相對(duì)于艙活動(dòng)，故只有C正確，A、B、D均錯(cuò)誤. 2. 【解析】選B.長(zhǎng)在地球上的蘋果樹與地球自轉(zhuǎn)的角速度大小相同，因此蘋果樹上的蘋果的線速度v=ωr=7.27×10-5×3.84×108 m/s=27.9×103 m/s>16.7×103 m/s.故當(dāng)蘋果脫離蘋果樹后，將脫離太陽(yáng)系的束縛，飛向茫茫宇宙，故B正確. 3. 答案：AC 4. 5. 6

23、. 7. 解析：選D，甲的運(yùn)行速率大于乙的速率，由，可知甲的軌道半徑小于乙的軌道半徑，B錯(cuò)誤；由，可知甲的運(yùn)行周期小于乙的運(yùn)行周期，A錯(cuò)誤；由，可知C項(xiàng)錯(cuò)誤，由，可知D項(xiàng)正確。 二、計(jì)算題 8. 解析：設(shè)月球表面重力加速度為g，月球質(zhì)量為M. 因?yàn)樾∏騽偤猛瓿蓤A周運(yùn)動(dòng)，所以小球在最高點(diǎn)有 從最低點(diǎn)至最高低點(diǎn)有 由以上兩式可得 因?yàn)樵谠虑虮砻姘l(fā)射衛(wèi)星的最小速度為月球第一宇宙速度 所以 答案： 9. 【解析】（1）機(jī)器人在月球上用彈簧測(cè)力計(jì)豎直懸掛物體，靜止時(shí)讀出彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F，即為物體在月球上所受重力的大小.

24、 （4分） 10. 【解析】（1）①航天員穿著“飛天”航天服實(shí)施出艙活動(dòng)時(shí)，感覺到航天服很沉重嗎？ ②航天員穿著“飛天”航天服實(shí)施出艙活動(dòng)時(shí)，怎樣實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言交流？ ③航天員穿著“飛天”航天服實(shí)施出艙活動(dòng)時(shí)，若意外與飛船脫離，依靠什么設(shè)備返回飛船？（其他問(wèn)題合理的也給分）（6分） （2）翟志剛實(shí)施出艙活動(dòng)時(shí)的速率為： 答案：（1）見解析（2）0.03 【備課資源】 1.（2020·四川理綜·T17）a是地球赤道上一幢建筑，b是在赤道平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)、距地面9.6m的衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，某一時(shí)刻b、c剛好位于a的正上方（如圖甲所示），經(jīng)48h

25、，a、b、c的大致位置是圖乙中的（取地球半徑R=6.4m，地球表面重力加速度g=10m/，=） 【命題立意】考查人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期 【思路點(diǎn)撥】c是地球同步衛(wèi)星，總在a的正上方，關(guān)鍵是求出b的周期，看經(jīng)過(guò)48小時(shí)，b轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。 【規(guī)范解答】選Bb、c都是地球的衛(wèi)星，共同遵循地球?qū)λ鼈兊娜f(wàn) 有引力提供向心力，是可以比較的。a、c 是在同一平面內(nèi)有相同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)的， 也是可以比較的。在某時(shí)刻c在a的正上方， 則以后永遠(yuǎn)在正上方。對(duì)b有，，化簡(jiǎn)得 s 在48小時(shí)內(nèi)b轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)為所以B正確。 2.（2020.重慶理綜T16）月球與地球質(zhì)量之比約為1：80，有研究者認(rèn)為月球

26、和地球可視為一個(gè)由兩質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的雙星系統(tǒng)，他們都圍繞月球連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。據(jù)此觀點(diǎn)，可知月球與地球繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)生物線速度大小之比約為 A．1：6400 B.1:80 C. 80:1 D:6400:1 【命題立意】考查雙星運(yùn)動(dòng)規(guī)律 【思路點(diǎn)撥】雙星運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是軌跡是同心圓，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等。相互作用的引力是各自做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。 【規(guī)范解答】選C，月球和地球繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們之間的萬(wàn)有引力提供各自的向心力，則地球和月球的向心力相等。且月球和地球和O始終共線，說(shuō)明月球和地球有相同的角速度和周期。因此有，所以，線速度

27、和質(zhì)量成反比，正確答案C。 3.（2020.上海物理卷T15）. 月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為，設(shè)月球表面的重力加速度大小為，在月球繞地球運(yùn)行的軌道處由地球引力產(chǎn)生的加速度大小為，則 （A） （B） （C） （D） 【命題立意】本題考查萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng) 【思路點(diǎn)撥】要區(qū)分清楚兩個(gè)概念：月球的向心加速度、月球表面的重力加速度. 【規(guī)范解答】選B 根據(jù)月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由地球引力提供，月球的向心加速度a就是地球引力作用在月球上產(chǎn)生的加速度g2，因此， 4、（2020·廣東高考）宇宙飛船在半徑為R1的軌道上運(yùn)行，變軌后的半徑為R2

28、,R1>R2.宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則變軌后宇宙飛船的（ ） A.線速度變小 B.角速度變小 C.周期變大 D.向心加速度變大 5.（2020·浙江高考）在討論地球潮汐成因時(shí)，地球繞太陽(yáng)運(yùn)行軌道與月球繞地球運(yùn)行軌道可視為圓軌道.已知太陽(yáng)質(zhì)量約為月球質(zhì)量的2.7×107倍，地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半徑約為月球繞地球運(yùn)行的軌道半徑的400倍.關(guān)于太陽(yáng)和月球?qū)Φ厍蛏舷嗤|(zhì)量海水的引力，以下說(shuō)法正確的是（ ） A.太陽(yáng)引力遠(yuǎn)大于月球引力 B.太陽(yáng)引力與月球引力相差不大 C.月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小相等 D.月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引

29、力大小有差異 6.我國(guó)未來(lái)將建立月球基地，并在繞月軌道上建造空間站.如圖4-2-2所示，關(guān)閉動(dòng)力的航天飛機(jī)在月球引力作用下經(jīng)橢圓軌道向月球靠近，并將與空間站在B處對(duì)接.已知空間站繞月軌道半徑為r，周期為T，萬(wàn)有引力常量為G，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A.圖中航天飛機(jī)在飛向B處的過(guò)程中，月球引力做正功 B.航天飛機(jī)在B處由橢圓軌道進(jìn)入空間站軌道必須點(diǎn)火減速 C.根據(jù)題中條件可以算出月球質(zhì)量 D.根據(jù)題中條件可以算出空間站受到月球引力的大小 【解析】選A、B、C.航天飛機(jī)在飛向月球的過(guò)程中，月球?qū)︼w機(jī)的萬(wàn)有引力與飛機(jī)速度間夾角小于90°，萬(wàn)有引力做正功，A正確；由得：M=，

30、C正確；但因不知空間站質(zhì)量，不能算出月球?qū)臻g站的引力大小，D錯(cuò)誤；若航天飛機(jī)由空間站軌道沿原軌道返回，做離心運(yùn)動(dòng)，在B處速度必須加速，因此航天飛機(jī)在B處由橢圓軌道進(jìn)入圓軌道，必須點(diǎn)火減速，B正確. 7.我國(guó)的“探月工程”計(jì)劃于2020年宇航員登上月球.“探月工程”總指揮部向全國(guó)中學(xué)生征集可在月球完成的航天科技小實(shí)驗(yàn).小軍同學(xué)設(shè)想：宇航員登月前記錄貼近月球表面繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船飛行一周的時(shí)間T，登上月球后，以初速度v0豎直向上拋出一小球，測(cè)出小球從拋出到落回所需的時(shí)間t，并認(rèn)為貼近月球表面繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船，其向心力近似等于飛船在月球表面時(shí)的重力，由此來(lái)近似計(jì)算月球的半徑R0.你認(rèn)為小軍能根據(jù)他的設(shè)想計(jì)算出月球的半徑嗎？若能，請(qǐng)幫小軍算出月球的半徑R0；若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由. 8在月球上以初速度v0自高h(yuǎn)處水平拋出的小球，射程可達(dá)x，已知月球半徑為R，如果在月球上發(fā)射一顆月球的衛(wèi)星，求它在月球表面附近環(huán)繞月球運(yùn)動(dòng)的周期是多少? 解析：設(shè)月球表面的重力加速度為g′ 由平拋規(guī)律知：x = v0 g′= 設(shè)近月月球衛(wèi)星周期為T，由=g′ =（）2R 所以T=2π= 答案：