2019屆高三第二輪復(fù)習(xí) 專題二(第4講）

1、2019次高三物理第二次復(fù)習(xí)，主題二力和曲線運(yùn)動(dòng)，課件制作講座：邵陽市二中譚偉卿，第四次，萬有引力規(guī)律及其應(yīng)用，【命題分析】，試驗(yàn)點(diǎn)一天的體質(zhì)和密度估計(jì)1 .利用天體表面的重力加速度g和天體半徑r計(jì)算。 由于G=mg，因此計(jì)算了天體質(zhì)量M=、天體密度、2 .衛(wèi)星繞天體的等速圓周運(yùn)動(dòng)的周期t和軌道半徑r。 由萬有引力提供向心力，即中心天體的質(zhì)量M=。 如果知道天體的半徑r，那么如果認(rèn)為天體的平均密度在天體表面附近繞天體旋轉(zhuǎn)，軌道半徑r等于天體的半徑r，那么天體的密度可以通過測定衛(wèi)星繞天體表面旋轉(zhuǎn)的周期t來估計(jì)中心天體的密度。 【新問題速訓(xùn)】1.(多選)中國新聞網(wǎng)公布，在摩洛哥墜落的隕石已被證明來

2、自火星。 某同學(xué)想根據(jù)平時(shí)收集的火星資料的一部分計(jì)算火星的密度，并與這個(gè)隕石的密度進(jìn)行比較。 計(jì)算火星密度的下式準(zhǔn)確地選擇a、c、d (重力常數(shù)g已知，忽略火星自轉(zhuǎn)的影響)。=因此，選項(xiàng)d是正確的選項(xiàng)a、c是正確的。 2.(多選)宇航員在月球表面附近從高度h以初速v0投球的情況下，球的水平射程被測定為l。 已知月亮的半徑是r，萬有引力常數(shù)是g。 以下說法正確的是： () a .月表面重力加速度b .月的平均密度c .月的第一宇宙速度d .月的質(zhì)量【解析】選擇a、b。 平放運(yùn)動(dòng)的時(shí)間根據(jù)故a在正確的月表面上月的體積月的平均密度根據(jù)b正確的月的第一宇宙速度故c錯(cuò)誤原因d錯(cuò)誤。 【加強(qiáng)訓(xùn)練】1.(2

3、018九江一模)假設(shè)宇宙中有無限遠(yuǎn)的行星a和b，半徑為RA和RB。 如圖所示，這兩個(gè)行星周圍衛(wèi)星軌道半徑的三次方(r3 )與運(yùn)行周期的平方(T2 )的關(guān)系，T0是衛(wèi)星圍繞行星表面的周期。 a .行星a質(zhì)量比行星b的質(zhì)量b大.行星a的密度比行星b的密度c小.行星a的第一宇宙速度比行星b的第一宇宙速度d小.在兩行星的衛(wèi)星軌道半徑相同的情況下，行星a的衛(wèi)星向心加速度比行星b的衛(wèi)星向心加速度小，選擇分析a . 從圖像可以看出，因?yàn)閍的傾斜度大，所以a的質(zhì)量大，a是正確的。 從圖像中可以看出，衛(wèi)星在兩個(gè)行星表面運(yùn)行時(shí)，周期相同，代入r=R，行星密度相同，b錯(cuò)誤。 如果通過萬有引力提供向心力，因?yàn)樾行莂的

4、半徑大，行星a的第一宇宙速度也大，c是錯(cuò)誤的。 兩衛(wèi)星的軌道半徑相同時(shí)，由于它們的向心加速度a的質(zhì)量大于b的質(zhì)量，所以行星a、的衛(wèi)星向心加速度大，d是錯(cuò)誤的。 2 .以初始速度v0向某星表面垂直投射物體，物體僅作用于該星的引力，設(shè)該物體落下到被投下的時(shí)間為t，設(shè)該星的直徑為d，萬有引力常數(shù)為g，則該星的質(zhì)量可以推定為()、【解析】。 根據(jù)投擲運(yùn)動(dòng)規(guī)律，又是a項(xiàng)正確的。 試驗(yàn)點(diǎn)二行星、衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)問題1 .一個(gè)模型：衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)可以簡化為質(zhì)點(diǎn)的等速圓周運(yùn)動(dòng)。 2.2組公式： (1)G=m=m2r=m r=man。 (2)G=mg(g是地球表面的重力加速度)。 3 .一句口訣：越遠(yuǎn)越慢，越遠(yuǎn)越小。 (1)

5、越遠(yuǎn)越晚：繞相同中心天體旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，離中心天體越遠(yuǎn)v，越小t就越大。 (2)越遠(yuǎn)越?。豪@著相同中心天體旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，衛(wèi)星離中心天體越遠(yuǎn)，an越小。 “新問題速訓(xùn)”1 .天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了名為“HD85512b”的新系外行星，據(jù)報(bào)道其質(zhì)量是地球的3.6倍，半徑約是地球的1.6倍，它繞著名為“HD85512”的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)，一周只運(yùn)行54天。根據(jù)以上信息，() a .恒星HD85512的質(zhì)量比太陽大b .行星HD85512b的自轉(zhuǎn)周期比24h C小.行星HD85512b的第一宇宙速度比7.9km/s D大.行星HD85512b表面的重力加速度比9.8m/s2小. 設(shè)地球的質(zhì)量為m0，半徑為r0，這個(gè)行星的質(zhì)

6、量為3.6m0，半徑為1.6r0，這個(gè)行星圍繞“HD85512”的恒星旋轉(zhuǎn)，從萬有引力法則G=m r可以看出，如果地球和這個(gè)行星的公轉(zhuǎn)半徑都不知道，就比較恒星HD85512和太陽的質(zhì)量的大小。 a錯(cuò)誤的主題條件是類地行星的公轉(zhuǎn)周期，因此無法判斷自轉(zhuǎn)周期，根據(jù)b錯(cuò)誤的萬有引力規(guī)律，地球的第一宇宙速度為7.9 km/s，同樣能得到類地行星的第一宇宙速度，c和正確的地球表面的重力加速度一樣能得到行星表面的重力加速度2.(多選)兩個(gè)人造衛(wèi)星繞地球逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星1、衛(wèi)星2分別沿圓軌道、橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，圓的半徑和橢圓的半長軸相等，兩個(gè)軌道在a、b兩點(diǎn)相交。 在某一時(shí)刻，兩個(gè)衛(wèi)星和地球在同一條直線上。 如圖

7、所示，以下表現(xiàn)正確的是() a .兩顆衛(wèi)星在圖示位置的速度v2=v1 B .兩顆衛(wèi)星的加速度的大小是c .兩顆衛(wèi)星在a點(diǎn)或b點(diǎn)可能會(huì)遇到d .兩顆衛(wèi)星。 v2是橢圓軌道的遠(yuǎn)點(diǎn)速度，速度最小，v1表示進(jìn)行等速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，因?yàn)関1v2，所以a錯(cuò)誤的兩個(gè)軌道上的衛(wèi)星向a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的萬有引力為加速度a=，加速度相同，所以b是正確的橢圓的半長軸與圓軌道的半徑相同，根據(jù)開普勒的第三定律【加強(qiáng)訓(xùn)練】1.(多選) (2017年江蘇高考)“天舟一號(hào)”貨船于2017年4月20日在文昌宇宙發(fā)射中心發(fā)射，在與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室對接之前，“天舟一號(hào)”在距離地面約380km的圓軌道上飛行，其() a .角速度

8、小于地球自轉(zhuǎn)角速度b 線速度比第一宇宙速度c小。 周期比地球自轉(zhuǎn)周期d小。 向心加速度小于地面上的重力加速度。 “天舟一號(hào)”在距離地面約380 km的圓軌道上飛行，角速度比同步衛(wèi)星的角速度大，但由于地球的自轉(zhuǎn)角速度與同步衛(wèi)星相同，a項(xiàng)根據(jù)錯(cuò)誤的v=，而“天舟一號(hào)”的線速度比第一宇宙速度小，b項(xiàng)根據(jù)正確的開普勒第三定律， 由于“天舟一號(hào)”的周期比地球同步衛(wèi)星的周期小，所以比地球的自轉(zhuǎn)周期小，根據(jù)c項(xiàng)正確的a=判斷“天舟一號(hào)”的向心加速度比地面的重力加速度小，d項(xiàng)正確。 2 .據(jù)科學(xué)技術(shù)日報(bào)報(bào)道，到2020年中國將發(fā)射8顆海洋系列衛(wèi)星，包括4顆海洋淺藍(lán)色衛(wèi)星、2顆海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星和2顆海陸雷達(dá)衛(wèi)星

9、，將加強(qiáng)對黃巖島、釣魚島和西沙群島所有島附近海域的監(jiān)測。 假設(shè)海陸雷達(dá)衛(wèi)星繞地球的等速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星的n倍，則在同一時(shí)間內(nèi)() a .從海陸雷達(dá)衛(wèi)星到地球球心的連接掃描面積是海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星的n倍b .從海陸雷達(dá)衛(wèi)星和海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星到地球球心的連接掃描面積相等c .從海陸雷達(dá)衛(wèi)星到地球球心的連接掃描面積是海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星的倍d .從海陸雷達(dá)衛(wèi)星到地球球心的連接掃描面積是海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星的倍 根據(jù)G=m2r，=、掃描的面積是S=lr=r2=r2t，軌道半徑之比是n的話是角速度之比，因此在同一時(shí)間內(nèi)掃描的面積之比，c是正確的，a、b、d是錯(cuò)誤的。3 .無法利用重力常數(shù)g和以

10、下數(shù)據(jù)之一計(jì)算地球質(zhì)量的是() a .地球半徑和重力加速度(不考慮地球自轉(zhuǎn)) b .人造衛(wèi)星在地面附近繞地球的速度和周期c .月亮繞地球的周期和月和地球的距離d .地球繞太陽的周期和地球和太陽的距離d，d，4.(復(fù)數(shù)石墨烯是目前世界上已知的強(qiáng)度最高的材料，其發(fā)現(xiàn)使“宇宙電梯”的制造成為可能，假設(shè)人在被期待通過“宇宙電梯”的地球赤道面內(nèi)有垂直于地面延伸至宇宙的輕量電梯，電梯的前端超過了地球同步衛(wèi)星a的高度如圖所示，如果某物體b乘坐宇宙電梯到達(dá)圖示的位置，在這里停止，則與相同高度運(yùn)行的衛(wèi)星c相比，(A.B )的線速度大于c的線速度B.B，b的線速度小于c的線速度c。 b突然離開電梯，b離心運(yùn)動(dòng)d.

11、b突然離開，b向心運(yùn)動(dòng)BD試驗(yàn)點(diǎn)三宇宙機(jī)的軌道問題1 .軌道問題中的速度大小的比較： (1)在圓軌道上和橢圓軌道上分別通過同一點(diǎn)(圓軌道和橢圓軌道的接點(diǎn))時(shí)的速度的大小，根據(jù)離心運(yùn)動(dòng)的條件和近心運(yùn)動(dòng)的條件(2)在半徑不同的圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度的大小，可以判斷為“越遠(yuǎn)越慢”。 (3)在同一橢圓軌道上通過遠(yuǎn)地點(diǎn)近地點(diǎn)時(shí)的速度大小，可根據(jù)開普勒的第二定律判斷。 2、改變軌道問題上加速度的大小的比較：改變軌道前后，航天器的加速度的大小可以根據(jù)牛頓第二定律判斷。 改變軌道問題上周期的大小的比較：航天器在軌道上的運(yùn)行周期的大小可以根據(jù)開普勒的第三定律進(jìn)行判斷。 4 .變軌問題中機(jī)械能的大小的比較：在運(yùn)動(dòng)中

12、宇宙飛機(jī)的機(jī)械能是否發(fā)生變化，可以根據(jù)功能關(guān)系w之外的=E來判斷。 “加強(qiáng)訓(xùn)練”1.2016年10月19日3點(diǎn)31分，“神舟11號(hào)”載人宇宙飛船和“天宮2號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)對接，形成了一個(gè)組合體，該組合體以地面393公里高的圓軌道圍繞地球進(jìn)行等速圓運(yùn)動(dòng)。 宇航員景海鵬、陳冬隨后進(jìn)入“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，兩人將在“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科普活動(dòng)。 以下說法正確的是，a .“神舟11號(hào)”的宇宙飛船和“天宮二號(hào)”到達(dá)同一軌道后，從后面趕上前面的“天宮二號(hào)”，b .“神舟11號(hào)”的宇宙飛船需要在低軌道上向后面噴出熱氣與“天宮二號(hào)”的對接c .“神舟11號(hào)”的兩位宇航員在“天宮二號(hào)”

13、的空間實(shí)驗(yàn)室里，可以使用重錘和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器向全國中學(xué)生展示“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。 因?yàn)樵谕卉壍郎线\(yùn)行時(shí)加速離心運(yùn)動(dòng)，無法從后面趕上前面的“天宮二號(hào)”，所以a錯(cuò)誤的宇宙飛船首先在半徑比“天宮二號(hào)”小的軌道上加速，它進(jìn)行離心運(yùn)動(dòng)使宇宙飛船接近空間實(shí)驗(yàn)室，在兩者的速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對接s是第二宇宙速度，衛(wèi)星的發(fā)射速度達(dá)到第二宇宙速度后就離開地球，所以“神舟11號(hào)”宇宙船的發(fā)射速度小于11.2 km/s，c是錯(cuò)誤的“天宮2號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室中的物體處于完全沒有重量的狀態(tài)，重物從靜止不開始自由落下運(yùn)動(dòng)，因此“機(jī)械能” 2.(多選)中國第一個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室“天宮1號(hào)”是酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，通過長征火箭送到近地點(diǎn)

14、a、遠(yuǎn)地點(diǎn)b的橢圓軌道上，b點(diǎn)距地面高度h，地球中心位于橢圓焦點(diǎn)。 “天宮一號(hào)”飛行幾周后，改變了軌道進(jìn)入預(yù)定的圓軌道。已知“天宮一號(hào)”在預(yù)定圓軌道上旋轉(zhuǎn)n周所花的時(shí)間為t，萬有引力常數(shù)為g，地球半徑為r。 下面的說法是正確的，a .“天宮一號(hào)”的橢圓軌道在b點(diǎn)的向心加速度是指圓軌道在b點(diǎn)的向心加速度b .“天宮一號(hào)”從a點(diǎn)沿橢圓軌道向b點(diǎn)運(yùn)行的過程中，機(jī)械能不保存的c .“天宮一號(hào)”從a點(diǎn)沿橢圓軌道向b點(diǎn)運(yùn)行在b點(diǎn)，在任何軌道上的b點(diǎn)，向心加速度都相同，發(fā)現(xiàn)a項(xiàng)是正確的“天宮1號(hào)”在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)，其機(jī)械能被保存，b項(xiàng)錯(cuò)誤的“天宮1號(hào)”在從a點(diǎn)沿橢圓軌道向b點(diǎn)運(yùn)行的過程中，動(dòng)能試驗(yàn)點(diǎn)四雙星

15、和多星問題1 .雙星模型： (1)特征。 圍繞共同中心的兩個(gè)星球構(gòu)成的系統(tǒng)不受其他星球的影響。 這個(gè)系統(tǒng)被稱為雙星。 如圖所示。 各自所需的向心力由相互的重力提供。 也就是說，兩顆星的周期和角速度相同，t1=t 2，1=2。 的雙曲馀弦值。 兩顆星的軌道半徑和它們的距離的關(guān)系是r1 r2=L。 (2)兩顆星到圓心的距離r1、r2與星的質(zhì)量成反比，即與星的運(yùn)動(dòng)線速度成反比，即2 .星的模型： (1)通常在同一平面內(nèi)以同一圓心為中心進(jìn)行等速圓運(yùn)動(dòng)，它們的周期都相等。 (2)星所需要的向心力由其他星合力提供其萬有引力。 【新問題速訓(xùn)】1.(多選) (2018淮北一模)宇宙中，有一個(gè)三星系統(tǒng)，由兩個(gè)質(zhì)

16、量m小的星和一個(gè)質(zhì)量m大的星構(gòu)成，兩個(gè)小的星圍繞著大的星運(yùn)行相同的圓軌道，軌道半徑為r。 關(guān)于這個(gè)三星系統(tǒng)的說法是正確的，a .穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，大星使兩個(gè)小星穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，大星在小星軌道的中心，兩個(gè)小星在大星的相反側(cè)，c .小星運(yùn)行的周期是d .大星運(yùn)行的周期是【解析】 這個(gè)三星系統(tǒng)應(yīng)該在同一條直線上，而且兩個(gè)小星在大星的另一邊。 只有這樣，一顆小星才能與大星和另一顆小星的引力合力提供向心力。 星星移動(dòng)的周期。 2.2016年12月17日是中國發(fā)射“悟空”探測衛(wèi)星兩周年紀(jì)念日，一年來的觀測進(jìn)一步推進(jìn)了人類對黑暗物質(zhì)的研究。 當(dāng)宇宙空間中兩個(gè)質(zhì)量相等的行星圍繞其連接中心時(shí)，理論計(jì)算的周期與實(shí)際觀測周期不一致，且=k(k1 )，因此科學(xué)家們認(rèn)為兩個(gè)行星之間存在黑暗物質(zhì)。 假設(shè)黑暗物質(zhì)均勻分布在以兩個(gè)行星的球心線為直徑的球體空間中，兩個(gè)行星的質(zhì)量都是m，暗物質(zhì)的質(zhì)量選擇了()，【解析】選擇了a。 假設(shè)兩顆星的間隔為l，根據(jù)萬有引力定律，因?yàn)橛泻诎滴镔|(zhì)，均勻分布，所以被認(rèn)為集中在兩顆星的連接的中點(diǎn)，根據(jù)萬有引力定律，聯(lián)合解：故選a。 【加強(qiáng)訓(xùn)練】1.(復(fù)數(shù)回答)一個(gè)國際研究小組觀測了雙星系統(tǒng)，雙星系統(tǒng)中質(zhì)量小的星“吸”質(zhì)量大的星的表面物質(zhì)，達(dá)到了質(zhì)量轉(zhuǎn)移的目的。 根據(jù)大爆炸宇宙學(xué)，雙星間的距離逐漸變大，假設(shè)星星的軌道接近圓，在這