高三物理一輪復(fù)習(xí)課件（人教版）：第4章第4節(jié)萬(wàn)有引力天體運(yùn)動(dòng)

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第4節(jié)萬(wàn)有引力天體運(yùn)動(dòng) 考點(diǎn)1 開普勒定律的理解和運(yùn)用 例1 2010 新課標(biāo)卷 太陽(yáng)系中的8大行星的軌道均可以近似看成圓軌道 下列4幅圖是用來(lái)描述這些行星運(yùn)動(dòng)所遵從的某一規(guī)律的圖象 圖中坐標(biāo)系的橫軸是lg T T0 縱軸是lg R R0 這里T和R分別是行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑 T0和R0分別是水星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑 下列4幅圖中正確的是 切入點(diǎn) 開普勒第三定律 答案 B點(diǎn)評(píng) 本題考查了開普勒第三定律及運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解答物理問(wèn)題的能力 考點(diǎn)2 萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用 切入點(diǎn) 萬(wàn)有引力提供自轉(zhuǎn)所需的向心力 點(diǎn)評(píng) 1 不瓦解 意味著赤道上的小物塊可靠其受到的萬(wàn)有引力提供向心力 2 利用萬(wàn)有引力提供向心力可求天體質(zhì)量及天體的密度 考點(diǎn)3 對(duì)人造衛(wèi)星的認(rèn)識(shí) 圖4 4 1 答案 B點(diǎn)評(píng) 1 軌道越低周期越大 2 同步即為與地球自轉(zhuǎn)周期相等 題型一 中心天體質(zhì)量 密度的估算 例4 某星球可視為球體 其自轉(zhuǎn)周期為T 在它的兩極處 用彈簧秤測(cè)得某物體重為P 在它的赤道上 用彈簧秤測(cè)得同一物體重為0 9P 某星球的平均密度是多少 點(diǎn)評(píng) 1 物體在兩極的重力在數(shù)值上就等于萬(wàn)有引力 2 在赤道上重力為萬(wàn)有引力的一個(gè)分力 3 利用萬(wàn)有引力和公式可求天體密度 題型二 同步衛(wèi)星問(wèn)題 例5 據(jù)報(bào)道 我國(guó)數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星 天鏈一號(hào)01星 于2008年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空 經(jīng)過(guò)4次變軌控制后 于5月1日成功定點(diǎn)在東經(jīng)77 赤道上空的同步軌道 關(guān)于成功定點(diǎn)后的 天鏈一號(hào)01星 下列說(shuō)法正確的是 A 運(yùn)行速度大于7 9km sB 離地面高度一定 相對(duì)地面靜止C 繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大D 向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等 答案 BC點(diǎn)評(píng) 1 軌道越高速度越小 7 9km s為地球所有衛(wèi)星繞地球勻速運(yùn)行的最大線速度 2 同步即為與地球自轉(zhuǎn)周期相等 3 軌道越高角速度越小 題型三 衛(wèi)星變軌的動(dòng)態(tài)分析 例6 如圖4 4 2所示 a b c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的3顆衛(wèi)星 下列說(shuō)法正確的是 A b c的線速度大小相等 且大于a的線速度B a b的向心加速度大小相等 且大于c的向心加速度C c加速可追上同一軌道上的b b減速可等候同一軌道上的cD a衛(wèi)星由于某原因 軌道半徑緩慢減小 其線速度將增大 圖4 4 2 答案 D點(diǎn)評(píng) 1 同一軌道上的衛(wèi)星 線速度 角速度 周期 加速度均相等 2 一顆衛(wèi)星要追上另一顆衛(wèi)星必須先進(jìn)入低軌道再上升 才能追上 題型四 雙星 問(wèn)題 例7 在天體運(yùn)動(dòng)中 將兩顆彼此距離較近的恒星稱為雙星 它們圍繞兩球連線上的某一點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng) 由于兩星間的引力而使它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)中距離保持不變 已知兩星質(zhì)量分別為M1和M2 相距L 求它們的角速度 點(diǎn)評(píng) 1 雙星模型其周期 角速度相同 2 其軌道半徑與質(zhì)量成反比 即有M1r1 M2r2 1 2011新課標(biāo) 衛(wèi)星電話信號(hào)需要通過(guò)地球同步衛(wèi)星傳送 如果你與同學(xué)在地面上用衛(wèi)星電話通話 則從你發(fā)出信號(hào)至對(duì)方接收到信號(hào)所需最短時(shí)間最接近于 可能用到的數(shù)據(jù) 月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為3 8 105km 運(yùn)行周期約為27天 地球半徑約為6400km 無(wú)線電信號(hào)的傳播速度為3 108m s A 0 1sB 0 25sC 0 5sD 1s B 2 2010 福建 火星探測(cè)項(xiàng)目是我國(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 D 3 2011 北京 由于通訊和廣播等方面的需要 許多國(guó)家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星 這些衛(wèi)星的 A 質(zhì)量可以不同B 軌道半徑可以不同C 軌道平面可以不同D 速率可以不同 解析 同步衛(wèi)星必須定軌道 定高度 定周期 且位于赤道上空 而其質(zhì)量不確定 A 4 2011 上海奉賢二模 已知地球質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的81倍 地球半徑大約是月球半徑的4倍 不考慮地球 月球自轉(zhuǎn)的影響 由以上數(shù)據(jù)可以推算出 A 地球的平均密度與月球的平均密度之比約為9 8B 地球表面的重力加速度與月球表面的重力加速度之比約為9 4 C 靠近地球表面沿圓軌道運(yùn)行的航天器的周期與靠近月球表面沿圓軌道運(yùn)行的航天器的周期之比約為64 81D 靠近地球表面沿圓軌道運(yùn)行的航天器的線速度與靠近月球表面沿圓軌道運(yùn)行的航天器的線速度之比約為9 2答案 D 5 我國(guó) 嫦娥一號(hào) 探月衛(wèi)星發(fā)射后 先在 24小時(shí)軌道 上繞地球運(yùn)行 即繞地球一圈需要24小時(shí) 然后 經(jīng)過(guò)兩次變軌依次到達(dá) 48小時(shí)軌道 和 72小時(shí)軌道 最后奔向月球 如果按圓形軌道計(jì)算 并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化 則在每次變軌完成后與變軌前相比 A 衛(wèi)星動(dòng)能增大 引力勢(shì)能減小B 衛(wèi)星動(dòng)能增大 引力勢(shì)能增大C 衛(wèi)星動(dòng)能減小 引力勢(shì)能減小D 衛(wèi)星動(dòng)能減小 引力勢(shì)能增大 D 6 已知地球半徑為R 地球表面重力加速度為g 不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響 1 推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式 2 若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 運(yùn)行軌道距離地面高度為h 求衛(wèi)星的運(yùn)行周期T 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全