第六章-萬(wàn)有引力與航天綜合復(fù)習(xí)(含答案)

1、1第六章第六章萬(wàn)有引力與航天綜合復(fù)習(xí)（含答案）萬(wàn)有引力與航天綜合復(fù)習(xí)（含答案）《名師優(yōu)學(xué)堂》物理主講教師：付靜峰一考點(diǎn)整理一考點(diǎn)整理基本概念基本概念1開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律：⑴開(kāi)普勒第一定律：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)上⑵開(kāi)普勒第二定律：從太陽(yáng)到行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的⑶開(kāi)普勒第三定律：所有行星的軌道的的三次方跟它的的二次方的比值都相等〖圖解開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律〗2萬(wàn)有引力定律：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸

2、引，引力的方向在它們的上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成，與它們之間距離r的平方成⑴表達(dá)式：F=G為引力常量，G=6.6710－11；⑵適用條件：①公式適用于間的相互作用當(dāng)兩個(gè)物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時(shí)，物體可視為質(zhì)點(diǎn)②質(zhì)量分布均勻的球體可視為質(zhì)點(diǎn)，r是兩球心間的距離3宇宙速度：⑴第一宇宙速度：又叫速度，它是人造地球衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的速度；它又是人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是人造地球衛(wèi)星的發(fā)射速度

3、推導(dǎo)過(guò)程為：由mg=mv2R=GMmR2得v===kmsGMRgR⑵第二宇宙速度：又叫速度，使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度；v2=kms⑶第三宇宙速度：又叫速度，使物體掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小發(fā)射速度；v3=kms4衛(wèi)星：⑴模型：某一天體周圍有繞其做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，該物體叫做該天體的衛(wèi)星在研究過(guò)程中，一般僅考慮兩者之間的萬(wàn)有引力，其忽略其他星體對(duì)它們的作用，且視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)⑵基本原理：萬(wàn)有引力提供向心力Fn=GMmr2；Fn=ma

4、n其中an=v2r、an=ω2r、an=(2πT)2r⑶同步衛(wèi)星：相對(duì)地球靜止的衛(wèi)星其特點(diǎn)：①周期一定：與地球自轉(zhuǎn)周期相同，即T=h；②角速度一定：與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同；③高度一定：衛(wèi)星離地面的高度h=；（寫公式，下同）④速率一定：v=；⑤軌道平面一定：軌道平面與共面二思考與練習(xí)二思考與練習(xí)思維啟動(dòng)思維啟動(dòng)1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(TT0

5、)，縱軸是lg(RR0)；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（）a3T2=k，k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量3〖考點(diǎn)3〗天體運(yùn)動(dòng)中的基本參量的求解及比較【例3】2011年8月，“嫦娥二號(hào)”成功進(jìn)入了環(huán)繞“日地拉格朗日點(diǎn)”的軌道，我國(guó)成為世界上第三個(gè)造訪該點(diǎn)的國(guó)家如圖所示，該拉格朗日點(diǎn)位于太陽(yáng)和地球連線的延長(zhǎng)線上，一飛行器處于該點(diǎn)，在幾乎不消耗燃料的

6、情況下與地球同步繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，則此飛行器的（）A線速度大于地球的線速度B向心加速度大于地球的向心加速度C向心力僅由太陽(yáng)的引力提供D向心力僅由地球的引力提供【變式跟蹤3】2012年6月24日，“神舟九號(hào)”飛船與“天宮一號(hào)”飛行器成功手動(dòng)對(duì)接，“神舟九號(hào)”與“天宮一號(hào)”對(duì)接前按如圖所示的軌道示意圖運(yùn)行，下列說(shuō)法中正確的是（）A“神舟九號(hào)”的加速度比“天宮一號(hào)”小B“神舟九號(hào)”運(yùn)行的速率比“天宮一號(hào)”小C“神舟九號(hào)”運(yùn)行的周期比“天宮一號(hào)

7、”長(zhǎng)D“神舟九號(hào)”運(yùn)行的角速度比“天宮一號(hào)”大〖考點(diǎn)4〗描述天體運(yùn)動(dòng)的五大物理量之間的關(guān)系【例4】一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其線速度大小為v假設(shè)宇航員在該行星表面上用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量一質(zhì)量為m的物體重力，物體靜止時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F已知引力常量為G，則這顆行星的質(zhì)量為（）Amv2GFBmv4GFCFv2GmDFv4Gm【變式跟蹤4】美國(guó)宇航局2011年12月5日宣布，他們發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系外第一顆類似地球的、能適合居住的行星—

8、—“開(kāi)普勒－226”，其直徑約為地球的2.4倍至今其確切質(zhì)量和表面成分仍不清楚，假設(shè)該行星的密度和地球相當(dāng)，根據(jù)以上信息，估算該行星的第一宇宙速度等于（）A3.3103msB7.9103msC1.2104msD1.9104ms〖考點(diǎn)5〗衛(wèi)星的變軌問(wèn)題【例5】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上的與地球相切的一點(diǎn)，如圖所示關(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

9、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【變式跟蹤5】如圖所示，a為地球赤道上的物體，b為沿地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，c為地球同步衛(wèi)星關(guān)于a、b、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是（）A地球?qū)、c兩星的萬(wàn)有引力提供了向心力，因此只有a受重力，b、c兩星不受重力B周期關(guān)系為Ta=TcTbC線速度的大小