高考物理专题05万有引力与航天备考强化训练11万有引力定律及其应用新人教版.doc
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1、1 / 16【2019【2019 最新最新】精选高考物理专题精选高考物理专题 0505 万有引力与航天备考强万有引力与航天备考强化训练化训练 1111 万有引力定律及其应用新人教版万有引力定律及其应用新人教版本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。其主要目的在于理解万有引力定律,能运用万有引力定律来分析天体的运动.了解人造地球卫星的有关知识,能进行有关天体质量的估算、轨道平行的计算等一些简单的计算。这些题的特点是把物理基础知识与航空航天技术中的最新成果联系起来,有利于提高学生的学习兴趣,有利于理论联系实际. 一、破解依据两个重要定律 开普勒第三定律
2、 其中,仅与中心天体的性质有关.23kTak万有引力定律 。.221 rmmGF 22111067. 6kgmNG两种基本思想地面附近物体的万有引力即重力 .2mgrMmG卫星的向心力即中心天体提供的万有引力 .22rvmrMmG中心天体的质量 和密度2324 GTrM.3332Rr GT匀速圆运动的人造卫星 线速度、第一、二、三宇宙速度rGMv ;,skmRgRGMv/9 . 701角速度周期();加速度(特殊地)黄金代换 2 / 163rGMGMrT3 2hT24min8402rGMgan200RGMga.2 02RggrGM 注:以上各式中均有. hRr 变轨原理及其应用:匀速圆运动;离
3、心运动,半径增大; 近心运动,半径减小。rmrmvrGMm222 rmvrGMm22rmvrGMm22 同步卫星: 线速度;smhRGMv/1007. 3)(3 角速度;sradhRv/1024. 7)(5 周期;shT41064. 824 向心加速度;22/22. 0)(smhRGMa轨道半径;mGMThRr7 223 102 . 44 对地高度;mh7106 . 3 万有引力与重力:地面上的物体,引力为;向心力;重力。 其中,为地面某点的纬度。同纬度、高空中的物体,不计自转, 引力等于重力,且随高度增加而增大。2 0RGMmF cos2RmFncos2022 0nnGFFFFF功能关系:卫
4、星轨道半径(或高度)增加,由于克服引力做功, 因而动能减少;反之则反。不计发射过程由于大气阻力所致能量损 失,系统的机械能守恒。二、二、 精选习题精选习题选择题(每小题选择题(每小题 5 5 分,共分,共 5050 分)分)(1717 北京)利用引力常量北京)利用引力常量 G G 和下列某一组数据,不能计算出和下列某一组数据,不能计算出地球质量的是地球质量的是( ( ) )A地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离3 / 16(1717 新课标新课标)
5、如图)如图-1-1,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P P为近日点,为近日点,Q Q 为远日点,为远日点,M M、N N 为轨道短轴的两个端点,运行的周期为轨道短轴的两个端点,运行的周期为。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从为。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从 P P 经过经过M M、Q Q 到到 N N 的运动过程中的运动过程中0TA从 P 到 M 所用的时间等于0/ 4TB从 Q 到 N 阶段,机械能逐渐变大C从 P 到 Q 阶段,速率逐渐变小D从 M 到 N 阶段,万有引力对它先做负功后做正功(1717 江苏)江苏) “天舟一号天舟一
6、号”货运飞船于货运飞船于 20172017 年年 4 4 月月 2020 日在文日在文昌航天发射中心成功发射升空与昌航天发射中心成功发射升空与“天宫二号天宫二号”空间实验室对接前,空间实验室对接前,“天舟一号天舟一号”在距地面约在距地面约 380380 kmkm 的圆轨道上飞行,则其的圆轨道上飞行,则其( ( ) )A角速度小于地球自转角速度B线速度小于第一宇宙速度C周期小于地球自转周期D向心加速度小于地面的重力加速度(1616 新课标新课标 I I)利用三颗位置适当的地球同步卫星,可使地)利用三颗位置适当的地球同步卫星,可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯。目前,地球同步卫星的轨球赤道上
7、任意两点之间保持无线电通讯。目前,地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的倍。假设地球的自转周期变小,若仍仅用三道半径约为地球半径的倍。假设地球的自转周期变小,若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的,则地球自转周期的最小值约为(颗同步卫星来实现上述目的,则地球自转周期的最小值约为( )6.6A. B. C. D. 1h4h8h16h(1717 海南)已知地球质量为月球质量的海南)已知地球质量为月球质量的 8181 倍,地球半径约倍,地球半径约为月球半径的为月球半径的 4 4 倍若在月球和地球表面同样高度处,以相同的初倍若在月球和地球表面同样高度处,以相同的初速度水平抛出物体,抛出点与落地点间的水平距离
8、分别为和,则约速度水平抛出物体,抛出点与落地点间的水平距离分别为和,则约4 / 16为(为( )月s地s地月:ssA9:4 B6:1 C3:2 D1:16 (17 全国) 2017 年 4 月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的( )A周期变大 B速率变大C动能变大 D向心加速度变大7.7.(1515 福建)福建)14.14. 如图如图-3-3,若两颗人造卫星和均绕地球做匀速,若两颗人造卫星和均绕地球做匀速圆周运动,、到地心的距离分别为、,线速度大小分别为、圆周运
9、动,、到地心的距离分别为、,线速度大小分别为、. .则则 ( )ababO1r2r1v2v8.8.(1515 新课标新课标)我国发射的)我国发射的“嫦娥三号嫦娥三号”登月探测器靠近月登月探测器靠近月球后,先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行;然后经过一系球后,先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行;然后经过一系列过程,在离月面列过程,在离月面 4m4m 高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止);高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止);最后关闭发动机,探测器自由下落。已知探测器的质量约为,地球最后关闭发动机,探测器自由下落。已知探测器的质量约为,地球质量约为月球的质量约为月球的 8181 倍
10、,地球半径为月球的倍,地球半径为月球的 3.73.7 倍,地球表面的重力倍,地球表面的重力加速度大小约为。则次探测器(加速度大小约为。则次探测器( )91.3 10 kg29.8/msA在着陆前瞬间,速度大小约为8.9/m sB悬停时受到的反冲作用力约为3210NC从离开近月圆轨道到着陆这段时间内,机械能守恒D在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上5 / 16运行的线速度9.9. (1515 山东)如图山东)如图-4-4,拉格朗日点,拉格朗日点 L1L1 位于地球和月球连线上,位于地球和月球连线上,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下,可与月球一起以处在该点的物体在地球和月
11、球引力的共同作用下,可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此,科学家设想在拉格朗日点相同的周期绕地球运动。据此,科学家设想在拉格朗日点 L1L1 建立空建立空间站,使其与月球同周期绕地球运动。以、分别表示该空间站和月间站,使其与月球同周期绕地球运动。以、分别表示该空间站和月球向心加速度的大小,表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下球向心加速度的大小,表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是(判断正确的是( )1a2a3aA B C D231aaa213aaa312aaa321aaa10.10. (1616 北京)如图北京)如图-5-5 所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道所示,一颗人造卫
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