2020版高考物理大一輪復習 第四章 專題強化五 天體運動的“四類熱點”問題課件 教科版.ppt

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1、專題強化五天體運動的“四類熱點”問題,,第四章曲線運動萬有引力與航天,,大一輪復習講義,1.本專題是萬有引力定律在天體運行中的特殊運用，同步衛(wèi)星是與地球表面相對靜止的衛(wèi)星；而雙星或多星模型有可能沒有中心天體，近年來常以選擇題形式在高考題中出現(xiàn). 2.學好本專題有助于學生更加靈活地應用萬有引力定律，加深對力和運動關系的理解. 3.需要用到的知識：牛頓第二定律、萬有引力定律、圓周運動規(guī)律等.,專題解讀,,NEIRONGSUOYIN,內容索引,過好雙基關,研透命題點,課時作業(yè),回扣基礎知識 訓練基礎題目,細研考綱和真題 分析突破命題點,限時訓練 練規(guī)范 練速度,,過好雙基關,,,,一、衛(wèi)星的軌道,,

2、,1.赤道軌道：衛(wèi)星的軌道在 平面內，同步衛(wèi)星就是其中的一種. 2.極地軌道：衛(wèi)星的軌道過南、北兩極，即在 赤道的平面內，如極地氣象衛(wèi)星. 3.其他軌道：除以上兩種軌道外的衛(wèi)星軌道. 所有衛(wèi)星的軌道平面一定通過地球的 .,赤道,垂直于,球心,自測1(多選)可以發(fā)射一顆這樣的人造地球衛(wèi)星，使其圓軌道 A.與地球表面上某一緯線(非赤道)是共面同心圓 B.與地球表面上某一經線所決定的圓是共面同心圓 C.與地球表面上的赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對地球表面是靜止的 D.與地球表面上的赤道線是共面同心圓，但衛(wèi)星相對地球表面是運動的,,,解析人造地球衛(wèi)星運行時，由于地球對衛(wèi)星的引力提供它做圓

3、周運動的向心力，而這個力的方向必定指向圓心，即指向地心，也就是說人造地球衛(wèi)星所在軌道圓的圓心一定要和地球的中心重合，不可能是地軸上(除地心外)的某一點，故A錯誤； 由于地球同時繞著地軸在自轉，所以衛(wèi)星的軌道平面也不可能和經線所決定的平面共面，所以B錯誤； 相對地球表面靜止的衛(wèi)星就是地球的同步衛(wèi)星，它必須在赤道平面內，且距地面有確定的高度，這個高度約為三萬六千千米，而低于或高于這個軌道的衛(wèi)星也可以在赤道平面內運動，不過由于它們公轉的周期和地球自轉周期不同，就會相對于地面運動，C、D正確.,,二、地球同步衛(wèi)星的特點,,,相對于地面靜止且與地球自轉具有相同周期的衛(wèi)星叫地球同步衛(wèi)星.同步衛(wèi)星有以下“七

4、個一定”的特點： (1)軌道平面一定：軌道平面與 共面. (2)周期一定：與地球自轉周期 ，即T . (3)角速度一定：與地球自轉的角速度 . (4)高度一定：由G m (Rh)得地球同步衛(wèi)星離地面的高度h 3.6107 m.,24 h,,,赤道平面,相同,相同,(5)速率一定：v 3.1103 m/s. (6)向心加速度一定：由G ma得a gh0.23 m/s2，即同步衛(wèi) 星的向心加速度等于軌道處的重力加速度. (7)繞行方向一定：運行方向與地球自轉方向 .,一致,自測2(2018河南省鶴壁市第二次段考)已知某行星半徑為R，以第一宇宙速度

5、圍繞該行星運行的衛(wèi)星的繞行周期為T，圍繞該行星運動的同步衛(wèi)星運行速率為v，則該行星的自轉周期為,,解析設同步衛(wèi)星距地面的高度為h，,,三、衛(wèi)星變軌,,,1.當衛(wèi)星的速度突然增大時，G m ，即萬有引力不足以提供向心力，衛(wèi)星將做 運動，脫離原來的圓軌道，軌道半徑變大.當衛(wèi)星進入新的軌道穩(wěn)定運行時，由v 可知其運行速度比原軌道運行時的小，但重力勢能、機械能均 . 2.當衛(wèi)星的速度突然減小時，G m ，即萬有引力大于所需要的向心力，衛(wèi)星將做 運動，脫離原來的圓軌道，軌道半徑變小.當衛(wèi)星進入新的軌道穩(wěn)定運行時，由v 可知其運行速度比原軌道運行時的大，但重力勢能、機械能均 .,

6、增加,,,<,離心,,近心,減小,自測3(2018安徽省江南十校沖刺聯(lián)考)現(xiàn)對于發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程分析，如圖1所示，衛(wèi)星首先進入橢圓軌道，P點是軌道上的近地點，然后在Q點通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進入地球同步軌道，則 A.衛(wèi)星在同步軌道上的運行速度大于第一宇宙速度7.9 km/s B.該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于第二宇宙速度11.2 km/s C.在軌道上，衛(wèi)星在P點的速度大于第一宇宙速度7.9 km/s D.在軌道上，衛(wèi)星在Q點的速度大于第一宇宙速度7.9 km/s,,圖1,解析第一宇宙速度是衛(wèi)星在近地軌道運行的線速度，,故軌道半徑越大，線速度越小，所以同步衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度，A錯

7、誤； 該衛(wèi)星為地球的衛(wèi)星，所以發(fā)射速度小于第二宇宙速度，B錯誤； P點為近地軌道上的一點，但要從近地軌道變軌到軌道，則需要在P點加速，所以衛(wèi)星在P點的速度大于第一宇宙速度，C正確； 在Q點要從軌道變軌到軌道，則需要在Q點加速，即衛(wèi)星在軌道上經過Q點的速度大于在軌道上經過Q點的速度，而軌道上的速度小于第一宇宙速度，故衛(wèi)星在軌道上經過Q點時的速度小于第一宇宙速度，D錯誤.,,研透命題點,,,1.解決同步衛(wèi)星問題的“四點”注意,,,,命題點一近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和赤道上物體的運行問題,(2)重要手段：構建物理模型，繪制草圖輔助分析. (3)物理規(guī)律： 不快不慢：具有特定的運行線速度、角速度和周期. 不

8、高不低：具有特定的位置高度和軌道半徑. 不偏不倚：同步衛(wèi)星的運行軌道平面必須處于地球赤道平面上，只能靜止在赤道上方的特定的點上.,(4)重要條件： 地球的公轉周期為1年，其自轉周期為1天(24小時)，地球半徑約為6.4103 km，地球表面重力加速度g約為9.8 m/s2. 月球的公轉周期約27.3天，在一般估算中常取27天. 人造地球衛(wèi)星的運行半徑最小為r6.4103 km，運行周期最小為T84.8 min，運行速度最大為v7.9 km/s.,2.兩個向心加速度,3.兩種周期 (1)自轉周期是天體繞自身某軸線轉動一周所需的時間，取決于天體自身轉動的快慢. (2)公轉周期是運行天體繞中心天體做

9、圓周運動一周所需的時間，T2 ，取決于中心天體的質量和運行天體到中心天體的距離.,例1(2018江西省鷹潭市模擬)有a、b、c、d四顆衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球一起轉動，b在地面附近近地軌道上正常運行，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，設地球自轉周期為24 h，所有衛(wèi)星的運動均視為勻速圓周運動，各衛(wèi)星排列位置如圖2所示，則下列關于衛(wèi)星的說法中正確的是 A.a的向心加速度等于重力加速度g B.c在4 h內轉過的圓心角為 C.b在相同的時間內轉過的弧長最長 D.d的運動周期可能是23 h,圖2,,解析同步衛(wèi)星的運行周期與地球自轉周期相同，角速度相同，則a和c的角速度相同，根據(jù)a2r

10、知，c的向心加速度大，由 ma知，c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度約為g，故a的向心加速度小于重力加速度g，選項A錯誤； 由于c為同步衛(wèi)星，所以c的周期為24 h，因此4 h內轉過的圓心角為 ，選項B錯誤； 由四顆衛(wèi)星的運行情況可知，b運行的線速度是最大的，所以其在相同的時間內轉過的弧長最長，選項C正確； d的運行周期比c要長，所以其周期應大于24 h，選項D錯誤.,變式1(2016四川理綜3)如圖3所示，1970年4月24日我國首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星“東方紅一號”，目前仍然在橢圓軌道上運行，其軌道近地點高度約為440 km，遠地點高度約為2 060 km；1984年4月8

11、日成功發(fā)射的“東方紅二號”衛(wèi)星運行在赤道上空35 786 km的地球同步軌道上.設“東方紅一號”在遠地點的加速度為a1，“東方紅二號”的加速度為a2，固定在地球赤道上的物體隨地球自轉的加速度為a3，則a1、a2、a3的大小關系為 A.a2a1a3 B.a3a2a1 C.a3a1a2 D.a1a2a3,圖3,,解析由于“東方紅二號”衛(wèi)星是同步衛(wèi)星，則其角速度和赤道上的物體角速度相等，根據(jù)a2r，r2r3，則a2a3；由萬有引力定律和牛頓第二定律得，G ma，由題目中數(shù)據(jù)可以得出，r1a2a3，選項D正確.,變式2 (2018福建省南平市第一次質檢)如圖4所示是北斗導航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，

12、已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運動，a是地球同步衛(wèi)星，a和b的軌道半徑相同，且均為c的k倍，已知地球自轉周期為T.則 A.衛(wèi)星b也是地球同步衛(wèi)星 B.衛(wèi)星a的向心加速度是衛(wèi)星c的向心加速度的k2倍 C.衛(wèi)星c的周期為 T D.a、b、c三顆衛(wèi)星的運行速度大小關系為vavb vc,圖4,,解析衛(wèi)星b相對地球不能保持靜止，故不是地球同步衛(wèi)星，A錯誤；,1.變軌原理及過程 (1)為了節(jié)省能量，在赤道上順著地球自轉方向發(fā)射衛(wèi)星到圓軌道上.如圖5所示. (2)在A點(近地點)點火加速，由于速度變大，萬有引力不足以提供衛(wèi)星在軌道上做圓周運動的向心力，衛(wèi)星做離心運動進入橢圓軌道. (3)在B點(遠地點)

13、再次點火加速進入圓形軌道.,,,,命題點二衛(wèi)星變軌問題,圖5,2.變軌過程各物理量分析 (1)速度：設衛(wèi)星在圓軌道和上運行時的速率分別為v1、v3，在軌道上過A點和B點時速率分別為vA、vB.在A點加速，則vAv1，在B點加速，則v3vB，又因v1v3，故有vAv1v3vB. (2)加速度：因為在A點，衛(wèi)星只受到萬有引力作用，故不論從軌道還是軌道上經過A點，衛(wèi)星的加速度都相同，同理，經過B點加速度也相同. (3)周期：設衛(wèi)星在、、軌道上的運行周期分別為T1、T2、T3，軌道半徑分別為r1、r2(半長軸)、r3，由開普勒第三定律 k可知T1

14、道上機械能守恒.若衛(wèi)星在、、軌道的機械能分別為E1、E2、E3，則E1

15、P點時的速率,圖6,,,故向心加速度的大小不變，故C錯誤； 衛(wèi)星要從軌道變到軌道上，經過P點時必須點火加速，即衛(wèi)星在軌道上經過P點時的速率小于在軌道上經過P點時的速率，故D錯誤.,變式3(多選)(2018河北省唐山市上學期期末)登陸火星需經歷如圖7所示的變軌過程，已知引力常量為G，則下列說法正確的是 A.飛船在軌道上運動時，運行的周期T T T B.飛船在軌道上的機械能大于在軌道上的機械能 C.飛船在P點從軌道變軌到軌道，需要在P點朝速 度方向噴氣 D.若軌道貼近火星表面，已知飛船在軌道上運動的角速度，可以推知火星 的密度,圖7,,,,解析根據(jù)開普勒第三定律 k可知，飛船在軌道上運動時，運行

16、的周期T T T，選項A正確； 飛船在P點從軌道變軌到軌道，需要在P點朝速度方向噴氣，從而使飛船減速到達軌道，則在軌道上機械能小于在軌道的機械能，選項B錯誤，C正確； 根據(jù)G m2R以及M R3，解得 ，即若軌道貼近火星表面，已知飛船在軌道上運動的角速度，可以推知火星的密度，選項D正確.,變式4(多選)(2018河南省南陽、信陽等六市二模)若“嫦娥四號”從距月面高度為100 km的環(huán)月圓形軌道上的P點實施變軌，進入近月點為15 km的橢圓軌道，由近月點Q落月，如圖8所示.關于“嫦娥四號”，下列說法正確的是 A.沿軌道運動至P時，需制動減速才能進入軌道 B. 沿軌道運行的周期大于沿軌道運行的

17、周期 C.沿軌道運行時，在P點的加速度大于在Q點的加速度 D.在軌道上由P點運行到Q點的過程中，萬有引力對其 做正功，它的動能增加，重力勢能減小，機械能不變,圖8,,,解析要使“嫦娥四號”從環(huán)月圓形軌道上的P點實施變軌進入橢圓軌道，需制動減速做近心運動，A正確； 由開普勒第三定律知，沿軌道運行的周期小于沿軌道運行的周期，B錯誤； 萬有引力使物體產生加速度，，沿軌道運行時，在P點的加速度 小于在Q點的加速度，C錯誤； 月球對“嫦娥四號”的萬有引力指向月球，所以在軌道上由P點運行到Q點的過程中，萬有引力對其做正功，它的動能增加，重力勢能減小，機械能不變，D正確.,1.雙星模型 (1)定義：繞公共

18、圓心轉動的兩個星體組成的系統(tǒng)，我們稱之為雙星系統(tǒng)，如圖9所示. (2)特點： 各自所需的向心力由彼此間的萬有引力提供，即,,,,命題點三雙星或多星模型,圖9,兩顆星的周期及角速度都相同，即 T1T2，12,兩顆星的半徑與它們之間的距離關系為：r1r2L 兩顆星到圓心的距離r1、r2與星體質量成反比，即 . 雙星的運動周期 T2 雙星的總質量 m1m2,2.多星模型 (1)定義：所研究星體的萬有引力的合力提供做圓周運動的向心力，除中央星體外，各星體的角速度或周期相同.,圖10,(2)三星模型： 三顆星體位于同一直線上，兩顆質量相等的環(huán)繞星圍繞中央星在同一半徑為R的圓形軌道上運行(如圖10甲

19、所示). 三顆質量均為m的星體位于等邊三角形的三個頂點上(如圖乙所示).,(3)四星模型： 其中一種是四顆質量相等的星體位于正方形的四個頂點上，沿著外接于正方形的圓形軌道做勻速圓周運動(如圖丙所示). 另一種是三顆質量相等的星體始終位于正三角形的三個頂點上，另一顆位于中心O，外圍三顆星繞O做勻速圓周運動(如圖丁所示).,例3(多選)(2018全國卷20)2017年，人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波.根據(jù)科學家們復原的過程，在兩顆中子星合并前約100 s時，它們相距約400 km，繞二者連線上的某點每秒轉動12圈.將兩顆中子星都看做是質量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用

20、牛頓力學知識，可以估算出這一時刻兩顆中子星 A.質量之積 B.質量之和 C.速率之和 D.各自的自轉角速度,,,解析兩顆中子星運動到某位置的示意圖如圖所示 每秒轉動12圈，角速度已知 中子星運動時，由萬有引力提供向心力得,lr1r2 ,質量之和可以估算. 由線速度與角速度的關系vr得 v1r1 v2r2 由式得v1v2(r1r2)l，速率之和可以估算. 質量之積和各自自轉的角速度無法求解.,變式5(多選)(2018廣東省高考第一次模擬)如圖11，天文觀測中觀測到有三顆星位于邊長為l的等邊三角形三個頂點上，并沿等邊三角形的外接圓做周期為T的勻速圓周運動.已知引力常量為G，不計其他星體對它們的影

21、響，關于這個三星系統(tǒng)，下列說法正確的是 A.三顆星的質量可能不相等 B.某顆星的質量為 C.它們的線速度大小均為 D.它們兩兩之間的萬有引力大小為,圖11,,,根據(jù)題意可知其中任意兩顆星對第三顆星的合力指向圓心， 所以這兩顆星對第三顆星的萬有引力等大， 由于這兩顆星到第三顆星的距離相同， 故這兩顆星的質量相同，所以三顆星的質量一定相同，設為m，,1.相距最近 兩衛(wèi)星的運轉方向相同，且位于和中心連線的半徑上同側時，兩衛(wèi)星相距最近，從運動關系上，兩衛(wèi)星運動關系應滿足(AB)t2n(n1,2,3，). 2.相距最遠 當兩衛(wèi)星位于和中心連線的半徑上兩側時，兩衛(wèi)星相距最遠，從運動關系上，兩衛(wèi)星運動關系應

22、滿足(AB)t(2n1)(n1,2,3).,,,,命題點四天體的追及相遇問題,例4(2018福建省泉州市考前適應性模擬)當?shù)厍蛭挥谔柡湍拘侵g且三者幾乎排成一條直線時，稱之為“木星沖日”，2016年3月8日出現(xiàn)了一次“木星沖日”.已知木星與地球幾乎在同一平面內沿同一方向繞太陽近似做勻速圓周運動，木星到太陽的距離大約是地球到太陽距離的5倍.則下列說法正確的是 A.下一次的“木星沖日”時間肯定在2018年 B.下一次的“木星沖日”時間肯定在2017年 C.木星運行的加速度比地球的大 D.木星運行的周期比地球的小,,設經時間t，再次出現(xiàn)“木星沖日”，則有1t2t2，,因此下一次“木星沖日”發(fā)生在2

23、017年，故A錯誤，B正確； 設太陽質量為M，行星質量為m，軌道半徑為r，周期為T，加速度為a.,由于木星到太陽的距離大約是地球到太陽距離的5倍，因此，木星運行的加速度比地球的小，木星運行的周期比地球的大，故C、D錯誤.,變式6(多選)(2019山西省太原市質檢)如圖12，三個質點a、b、c的質量分別為m1、m2、M(M遠大于m1及m2)，在萬有引力作用下，a、b在同一平面內繞c沿逆時針方向做勻速圓周運動，已知軌道半徑之比為rarb14，則下列說法中正確的有 A.a、b運動的周期之比為TaTb18 B.a、b運動的周期之比為TaTb14 C.從圖示位置開始，在b轉動一周的過程中，a、b、c共線

24、12次 D.從圖示位置開始，在b轉動一周的過程中，a、b、c共線14次,圖12,,,解析根據(jù)開普勒第三定律：周期的平方與半徑的三次方成正比，則a、b運動的周期之比為18，A對；,可知n<6.75，n可取7個值；,可知m<6.25，m可取7個值，故在b轉動一周的過程中，a、b、c共線14次，D對.,,課時作業(yè),,,1.(2018廣東省茂名市第二次模擬)所謂“超級月亮”，就是月球沿橢圓軌道繞地球運動到近地點的時刻，此時的月球看起來比在遠地點時的月球大12%14%，亮度提高了30%.則下列說法中正確的是 A.月球運動到近地點時的速度最小 B.月球運動到近地點時的加速度最大 C.月球由遠地點向近地點運

25、動的過程，月球的機械能增大 D.月球由遠地點向近地點運動的過程，地球對月球的萬有引力做負功,,,,雙基鞏固練,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析由開普勒第二定律，月球運動到近地點時的速度最大，A錯誤； 由牛頓第二定律和萬有引力定律可得a ，月球運動到近地點時所受引力最大，加速度最大，B正確； 月球繞地球運動過程僅受地球的萬有引力，機械能守恒，C錯誤； 月球由遠地點向近地點運動的過程中二者間距變小，地球對月球的萬有引力做正功，D錯誤.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,2.(多選)(2018廣東省深圳市第一次調研)我國發(fā)射的某衛(wèi)星，其軌道平面與地球赤

26、道在同一平面內，衛(wèi)星距地面的高度約為500 km，而地球同步衛(wèi)星的軌道高度約為36 000 km，地球半徑約為6 400 km，地球表面的重力加速度取g10 m/s2，關于該衛(wèi)星，下列說法中正確的是 A.該衛(wèi)星的線速度大小約為7.7 km/s B.該衛(wèi)星的加速度大于同步衛(wèi)星的加速度 C.一年內，該衛(wèi)星被太陽光照射時間小于同步衛(wèi)星被太陽光照射時間 D.該衛(wèi)星的發(fā)射速度小于第一宇宙速度,,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,,由開普勒第三定律知，該衛(wèi)星的周期小于同步衛(wèi)星的周期，則一年內，該衛(wèi)星被太陽光照射時間小于同步衛(wèi)星被太陽光照射時間，故C正確. 第一宇宙速度是衛(wèi)星最小的發(fā)射

27、速度，知該衛(wèi)星的發(fā)射速度大于第一宇宙速度，故D錯誤.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,3.(2018山東省日照市校際聯(lián)合質檢)“慧眼”是我國首顆大型X射線天文衛(wèi)星，這意味著我國在X射線空間觀測方面具有國際先進的暗弱變源巡天能力、獨特的多波段快速光觀測能力等.下列關于“慧眼”衛(wèi)星的說法正確的是 A.如果不加干預，“慧眼”衛(wèi)星的動能可能會緩慢減小 B.如果不加干預，“慧眼”衛(wèi)星的軌道高度可能會緩慢降低 C.“慧眼”衛(wèi)星在軌道上處于失重狀態(tài)，所以不受地球的引力作用 D.由于技術的進步，“慧眼”衛(wèi)星在軌道上運行的線速度可能會大于第一宇宙 速度,,1,2,3,4,5,6,7,8,

28、9,10,11,12,解析衛(wèi)星軌道所處的空間存在極其稀薄的空氣，如果不加干預，衛(wèi)星的機械能減小，衛(wèi)星的軌道高度會緩慢降低，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,衛(wèi)星的軌道高度降低，衛(wèi)星的線速度增大，衛(wèi)星的動能增大，故A錯誤，B正確. 衛(wèi)星在軌道上，受到的地球引力產生向心加速度，處于失重狀態(tài)，故C錯誤.,4.(多選)(2018山東省淄博市一中三模)2017年4月20日19時41分，“天舟一號”貨運飛船在文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射，后與“天宮二號”空間實驗室成功對接.假設對接前“天舟一號”與“天宮二號”都圍繞地球做勻速圓周運動，下列說法正確的是 A.“天舟一號”貨運飛船發(fā)射加速上升時

29、，里面的貨物處于超重狀態(tài) B.“天舟一號”貨運飛船在整個發(fā)射過程中，里面的貨物始終處于完全失重狀態(tài) C.為了實現(xiàn)飛船與空間實驗室的對接，飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上向 后噴氣加速，加速后飛船逐漸靠近空間實驗室，兩者速度接近時實現(xiàn)對接 D.為了實現(xiàn)飛船與空間實驗室的對接，飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上向 前噴氣減速，減速后飛船逐漸靠近空間實驗室，兩者速度接近時實現(xiàn)對接,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,,解析“天舟一號”貨運飛船發(fā)射加速上升時，加速度向上，則里面的貨物處于超重狀態(tài)，選項A正確，B錯誤； 為了實現(xiàn)飛船與空間實驗室的對接，飛船先在比空間實驗室半徑

30、小的軌道上向后噴氣加速，加速后飛船逐漸靠近空間實驗室，兩者速度接近時實現(xiàn)對接，選項C正確，D錯誤.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,5.如圖1所示，有A、B兩顆衛(wèi)星繞地心O做圓周運動，旋轉方向相同.A衛(wèi)星的周期為T1，B衛(wèi)星的周期為T2，在某一時刻兩衛(wèi)星相距最近，則(引力常量為G) A.兩衛(wèi)星經過時間tT1T2再次相距最近 B.兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比為 C.若已知兩顆衛(wèi)星相距最近時的距離，可求出地球的密度 D.若已知兩顆衛(wèi)星相距最近時的距離，可求出地球表面的 重力加速度,圖1,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,,解析兩衛(wèi)星相距最近時，兩衛(wèi)星應該在同

31、一半徑方向上，A比B多轉動一圈時，第二次追上，轉動的角度相差2，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,A衛(wèi)星的周期為T1，B衛(wèi)星的周期為T2，所以兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比為 ，故B正確； 若已知兩顆衛(wèi)星相距最近時的距離，結合兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比可以求得兩顆衛(wèi)星的軌道半徑，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,但不知道地球的半徑，所以不可求出地球密度和地球表面的重力加速度，故C、D錯誤.,6.(多選)(2018山西省太原市三模)據(jù)NASA報道，“卡西尼”號于2017年4月26日首次到達土星和土星內環(huán)(碎冰塊、巖石塊、塵埃等組成)之間，并在近圓軌道做圓周運動，

32、如圖2所示.在極其稀薄的大氣作用下，開啟土星探測之旅的最后階段“大結局”階段.這一階段持續(xù)到九月中旬，直至墜向土星的懷抱.若“卡西尼”只受土星引力和稀薄氣體阻力的作用，則 A.4月26日，“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的角速度小 于內環(huán)的角速度 B.4月28日，“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的速率大于 內環(huán)的速率 C.5月到6月間，“卡西尼”的動能越來越大 D.6月到8月間，“卡西尼”的動能、以及它與土星的引力勢能之和保持不變,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,圖2,,“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的角速度大于內環(huán)的角速度，A錯誤；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10

33、,11,12,“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的速率大于內環(huán)的速率，B正確；,“卡西尼”的軌道半徑越來越小，動能越來越大，C正確； “卡西尼”的軌道半徑越來越小，動能越來越大，由于稀薄氣體阻力的作用，動能與土星的引力勢能之和減小，D錯誤.,7.(多選)(2018安徽省滁州市上學期期末)如圖3為某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的O點做勻速圓周運動的示意圖，若A星的軌道半徑大于B星的軌道半徑，雙星的總質量M，雙星間的距離為L，其運動周期為T，則 A.A的質量一定大于B的質量 B.A的線速度一定大于B的線速度 C.L一定，M越大，T越大 D.M一定，L越大，T越大,,圖3,1,2,3,4,5,6,7,8,9,

34、10,11,12,,解析設雙星質量分別為mA、mB，軌道半徑分別為RA、RB，角速度相等，均為，根據(jù)萬有引力定律可知：,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,因為RARB，所以A的質量一定小于B的質量，故A錯誤；,根據(jù)線速度與角速度的關系有：vARA、vBRB， 因為角速度相等，半徑RARB，所以A的線速度大于B的線速度，故B正確；,所以總質量M一定，兩星間距離L越大，周期T越大，故C錯誤，D正確.,8.(2018安徽省池州市上學期期末)地球和海王星繞太陽公轉的方向相同，軌跡都可近似為圓，地球一年繞太陽一周，海王星約164.8年繞太陽一周，海王星沖日現(xiàn)象是指地球處在太陽與海王星

35、之間，2018年9月7日出現(xiàn)過一次海王星沖日，則 A.地球的公轉軌道半徑比海王星的公轉軌道半徑大 B.地球的運行速度比海王星的運行速度小 C.2019年不會出現(xiàn)海王星沖日現(xiàn)象 D.2017年出現(xiàn)過海王星沖日現(xiàn)象,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,,,,綜合提升練,解析地球的公轉周期比海王星的公轉周期小，,可知地球的公轉軌道半徑比海王星的公轉軌道半徑小，故A錯誤；,可知海王星的運行速度比地球的運行速度小，故B錯誤；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,9.(2018四川省德陽市高考一診)2016年10月17日發(fā)射的“神舟十一號”飛船于2016年10月19日

36、與“天宮二號”順利實現(xiàn)了對接，如圖4.在對接過程中，“神舟十一號”與“天宮二號”的相對速度非常小，可以認為具有相同速率.它們的運動可以看做是繞地球的勻速圓周運動，設“神舟十一號”的質量為m，對接處距離地球表面高度為h，地球的半徑為r，地球表面處的重力加速度為g，不考慮地球自轉的影響，“神舟十一號”在對接時，下列說法正確的是,圖4,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,,解析“神舟十一號”在對接處的重力加速度小于地球表面的重力加速度，對地球的引力小于mg，故A錯誤；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解得：

37、GMgr2 ,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,10.(多選)(2019福建省龍巖市模擬)宇宙中存在一些質量相等且離其他恒星較遠的四顆星組成的四星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用.設四星系統(tǒng)中每個星體的質量均為m，半徑均為R，四顆星穩(wěn)定分布在邊長為L的正方形的四個頂點上，其中L遠大于R.已知萬有引力常量為G，忽略星體的自轉，則關于四星系統(tǒng)，下列說法正確的是 A.四顆星做圓周運動的軌道半徑為 B.四顆星做圓周運動的線速度均為 C.四顆星做圓周運動的周期均為2 D.四顆星表面的重力加速度均為G,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,,解析如圖所示，

38、 四顆星均圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動，,取任一頂點上的星體為研究對象，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,對于在星體表面質量為m0的物體，受到的重力等于萬有引力，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,11.(2019湖北省宜昌市調研)2013年我國相繼完成“神十”與“天宮”對接、“嫦娥”攜“玉兔”落月兩大航天工程.某航天愛好者提出“玉兔”回家的設想：如圖5，將攜帶“玉兔”的返回系統(tǒng)由月球表面發(fā)射到h高度的軌道上，與在該軌道繞月球做圓周運動的飛船對接，然后由飛船送“玉兔”返回地球.設“玉兔”質量為m，月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g月.以月球

39、表面為零勢能面，“玉兔”在h高度的引力勢能可表示為Ep . 若忽略月球的自轉，求： (1)“玉兔”在h高度的軌道上的動能；,圖5,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析設月球質量為M，“玉兔”在h高度的軌道上的速度大小為v，,(2)從開始發(fā)射到對接完成需要對“玉兔”做的功.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,12.(2018江西省七校第一次聯(lián)考)兩個天體(包括人造天體)間存在萬有引力，并具有由相對位置決定的勢能.如果兩個天體的質量分別為m1和m2，當它們相距無窮遠時勢能為零，則它們距離為r時，引力

40、勢能為EpG .發(fā)射地球同步衛(wèi)星一般是把它先,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,圖6,送入較低的圓形軌道，如圖6中軌道，再經過兩次“點火”，即先在圖中a點處啟動燃氣發(fā)動機，向后噴出高壓燃氣，衛(wèi)星得到加速，進入圖中的橢圓軌道，在軌道的遠地點b處第二次“點火”，衛(wèi)星再次被加速，此后，沿圖中的圓形軌道(即同步軌道)運動.設某同步衛(wèi)星的質量為m，地球半徑為R，軌道距地面非常近，軌道距地面的距離近似為6R，地面處的重力加速度為g，并且每次點火經歷的時間都很短，點火過程中衛(wèi)星的質量減少可以忽略.求：,(1)從軌道轉移到軌道的過程中，合力對衛(wèi)星所做的總功是多少？,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析衛(wèi)星在軌道和軌道做圓周運動，應滿足：,(2)兩次“點火”過程中燃氣對衛(wèi)星所做的總功是多少？,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,