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1、考查點9 萬有引力定律
?考情分析
測試內(nèi)容
測試要求
考情分析
萬有引力定律
A
15年T15、16年T2、T20、17年T10
人造地球衛(wèi)星
A
近四年均未考到
宇宙速度
A
15年T10、16年T22
?知識梳理
考點1 萬有引力定律 A
(1)開普勒第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是________，太陽處在其中的一個________上．
(2)開普勒第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相同的時間內(nèi)掃過相等的________．
(3)開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的________________的比值都相等，即＝
2、k.
(4)萬有引力定律內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與____________________________________成正比，與它們之間________________________成反比．
(5)萬有引力定律公式：________，通常取G＝________N·m2/kg2，G是比例系數(shù)，叫引力常量．
(6)萬有引力定律適用條件：公式適用于________間的相互作用．當(dāng)兩物體間的距離遠大于物體本身的大小時，物體可視為質(zhì)點；均勻的球體可視為質(zhì)點，r是________間的距離；對一個均勻球體與球外一個質(zhì)點的萬有引力的求解也適用，其中
3、r為球心到________間的距離．
(7)利用萬有引力定律計算天體的質(zhì)量方法一：找一個待測天體的衛(wèi)星，測出衛(wèi)星的軌道半徑r和做勻速圓周運動的周期T，由G＝mr，變形可得M＝.
(8)利用萬有引力定律計算天體的質(zhì)量方法二：測出待測天體的半徑R及其表面的重力加速度g，由G＝mg變形可得M＝.
【典例1】 (2020·蘇州模擬)兩個質(zhì)點相距r時，它們之間的萬有引力為F，若它們間的距離縮短為，其中一個質(zhì)點的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍，另一質(zhì)點質(zhì)量保持不變，則它們之間的萬有引力為( )
A．2F B．4F
C．8F D．16F
【解析】 由萬有引力公式F＝G，兩物體間的距離縮短為，其中一個質(zhì)
4、點的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍，則力變?yōu)樵瓉淼?倍，C正確．
【答案】 C
【點撥】 考查對萬有引力定律公式的理解與應(yīng)用．
【變式1】 (2020·鹽城模擬)2020年12月22日我國首顆二氧化碳探測衛(wèi)星發(fā)射成功，衛(wèi)星在離地面高h的圓軌道上繞地球運動．地球的質(zhì)量為M、半徑為R，衛(wèi)星的質(zhì)量為m.則衛(wèi)星受到地球的引力為( )
A．GB．G
C．G D．G
考點2 人造地球衛(wèi)星 A
(1)人造地球衛(wèi)星的運動可看成是勻速圓周運動，它所需的向心力由________提供，即G＝m＝mrω2＝m2r.
(2)人造地球衛(wèi)星的線速度v＝________，隨著軌道半徑的增大，衛(wèi)星的線速度_______
5、_．
(3)人造地球衛(wèi)星的角速度ω＝________，隨著軌道半徑的增大，衛(wèi)星的角速度________．
(4)人造地球衛(wèi)星的周期T＝________，隨著軌道半徑的增大，衛(wèi)星的周期________．
(5)人造地球衛(wèi)星繞地球運行時，處于________狀態(tài)，并不是不受重力作用，是因為重力完全用來提供衛(wèi)星做圓周運動的向心力．
【典例2】 兩顆人造衛(wèi)星的質(zhì)量之比m1∶m2＝1∶2，軌道半徑之比R1∶R2＝3∶1.求：
(1)兩顆衛(wèi)星運行的線速度之比；
(2)兩顆衛(wèi)星運行的角速度之比；
(3)兩顆衛(wèi)星運行的周期之比；
(4)兩顆衛(wèi)星運行的向心加速度之比；
(5)兩顆衛(wèi)星運行的向心
6、力之比．
【解析】 (1)因為G＝m，所以v＝∝故＝＝＝.
(2)因為G＝mω2R，所以ω＝∝故＝＝.
(3)因為G＝mR，所以T＝2π∝，故＝＝3.
(4)因為G＝ma，所以a＝G∝，故＝＝.
(5)因為F向＝G∝故＝＝1∶18.
【答案】 (1)∶3 (2)∶9 (3)3∶1 (4)1∶9 (5)1∶18
【點撥】 將衛(wèi)星的運動看成勻速圓周運動，其所需向心力由萬有引力提供．
【變式2】 (2020·揚州模擬)各行星繞太陽運轉(zhuǎn)的軌道如圖所示，假設(shè)圖中各行星只受太陽引力，并繞太陽做勻速圓周運動，下列說法中正確的是( )
A．離太陽越近的行星運行周期越小
B．離太陽越近
7、的行星運行周期越大
C．離太陽越近的行星角速度越小
D．各行星運行的角速度相同
考點3 宇宙速度 A
(1)第一宇宙速度(環(huán)繞速度)：v＝________km/s.衛(wèi)星繞地球表面附近做圓周運動的速度，是發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度．若7.9km/s
8、物體將脫離________在宇宙空間運行．
【典例3】 (2020·徐州模擬)關(guān)于第一宇宙速度，下列說法正確的是( )
A．我們把11.2km/s叫做第一宇宙速度
B．它是月球繞地球飛行的速度
C．它是地球同步衛(wèi)星繞地球飛行的速度
D．它是人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動的速度
【解析】 第一宇宙速度是人造衛(wèi)星衛(wèi)星繞地球表面附近做圓周運動的速度，是發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，大小為7.9km/s，D正確．
【答案】 D
【點撥】 地球同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)同步，所有國家發(fā)射的同步衛(wèi)星均有以下特點：周期相同(24h)、軌道相同(軌道平面一定在赤道平面內(nèi))、高度相同(在地表36
9、 000km上空)、運行速率相同和定點在赤道上方某一處相對于地面靜止．
【變式3】 (2020·揚州模擬)我國自主研發(fā)的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中含有同步衛(wèi)星，關(guān)于同步衛(wèi)星下列說法中正確的是( )
A．同步衛(wèi)星處于平衡狀態(tài) B．同步衛(wèi)星的線速度是不變的
C．同步衛(wèi)星的高度是一定的 D．線速度應(yīng)大于第一宇宙速度
?隨堂練習(xí)
1.(2020·江蘇真題)土星的兩顆衛(wèi)星“土衛(wèi)十”和“土衛(wèi)十一”環(huán)繞土星做圓周運動，它們的質(zhì)量之比約為3.6∶1，軌道半徑近似相等，則土星對“土衛(wèi)十”和“土衛(wèi)十一”的萬有引力之比約為( )
A．1∶3.6 B．3.6∶1 C.∶1 D．13∶1
10、
2．(2020·江蘇真題)物理學(xué)發(fā)展歷程中，在前人研究基礎(chǔ)上經(jīng)過多年的嘗試性計算．首先發(fā)表行星運動的三個定律的科學(xué)家是 ( )
A．哥白尼 B．第谷 C．伽利略 D．開普勒
3．(2020·江蘇真題)依據(jù)牛頓的理論，兩黑洞之間萬有引力的大小F與它們之間距離r滿足 ( )
A．F與r成正比 B．F與r2成正比 C．F與r成反比 D．F與r2成反比
4．(2020·江蘇真題)“天琴計劃”需要從地面發(fā)射三顆衛(wèi)星，若發(fā)射時要先將衛(wèi)星送入繞地球的橢圓軌道．則衛(wèi)星發(fā)射速度 ( )
A．等于第一宇宙速度 B．等于第二宇宙速度
C．介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間 D．
11、介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之間
第5題圖
5．(2020·江蘇真題)如圖所示，在地面上發(fā)射一個飛行器，進入近地圓軌道Ⅰ并繞地球運行，其發(fā)射速度v應(yīng)滿足( )
A．v＜7.9km/s B．v＝7.9km/s
C．v＝11.2km/s D．v＞11.2km/s
(2020··揚州模擬)“神舟十一號”載人飛船于2020年10月19日3時31分與“天宮二號”空間實驗室成功實現(xiàn)自動交會對接，為我國未來空間站建設(shè)進行科學(xué)的技術(shù)驗證，為實現(xiàn)我國從航天大國走向航天強國的中國夢奠定了堅實的基礎(chǔ)．
6．“天宮二號”圍繞地球做圓周運動，是由于受到萬有引力作用．我國羅俊院士團隊的引力實驗室
12、因其算出世界最精確的萬有引力常數(shù)而被外國專家稱為世界“引力中心”，關(guān)于萬有引力定律的公式，下列說法正確的是( )
A．F＝kxB．F＝G C．F＝maD．F＝k
第7題圖
7．假設(shè)“天宮二號”與“神州十一號”都圍繞地球做勻速圓周運動，用A代表“神舟十一號”，B代表“天宮二號”，它們對接前做圓周運動的情形如圖所示，則下列說法中正確的是( )
A．A的運行速度小于B的運行速度
B．A的運行速度大于B的運行速度
C．A的向心加速度小于B的向心加速度
D．A的向心加速度等于B的向心加速度
8．(2020·蘇州模擬)如果不進行軌道維持，航天器的軌道高度就會逐漸降低，則航天器在較低軌道做圓周運動與在較高軌道做圓周運動比較( )
A．航天器的周期縮短 B．航天器的角速度減小
C．航天器的線速度減小 D．航天器的向心加速度減小
2020高考物理總復(fù)習(xí) 考查點9 萬有引力定律考點解讀學(xué)案（無答案）
