2019届二轮复习专题一第4讲　万有引力定律及其应用课件（61张） 61页

专题一 力与运动 第4讲　万有引力定律及其应用 建体系 • 记要点 研考向 • 提能力 做真题 • 明考向 目 录 ONTENTS C 4 限训练 • 通高考 1 ． (2016· 高考全国卷 Ⅲ ， T14) 关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是 ( 　　 ) A ．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 B ．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 C ．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 D ．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 解析： 开普勒在前人天文观测数据的基础上总结出了行星运动的规律，但没有找出行星按照这些规律运动的原因，而牛顿发现了万有引力定律． 答案： B 2 ． (2016· 高考全国卷 Ⅰ ， T17) 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，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的 6.6 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 ( 　　 ) A ． 1 h 　　　　　　　 B.4 h C ． 8 h D ． 16 h 答案： B 3 ． (2017· 高考全国卷 Ⅲ ， T14) 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 答案： C 4 ． (2018· 高考全国卷 Ⅱ ， T16) 2018 年 2 月，我国 500 m 口径射电望远镜 ( 天眼 ) 发现毫秒脉冲星 “ J0318 ＋ 0253” ，其自转周期 T ＝ 5.19 ms. 假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为 6.67×10 － 11 N·m 2 /kg 2 . 以周期 T 稳定自转的星体的密度最小值约为 ( 　　 ) A ． 5×10 9 kg/m 3 B ． 5×10 12 kg/m 3 C ． 5×10 15 kg/m 3 D ． 5×10 18 kg/m 3 答案： C 5 ． ( 多选 ) (2017· 高考全国卷 Ⅱ ， T19) 如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动， P 为近日点， Q 为远日点， M 、 N 为轨道短轴的两个端点，运行的周期为 T 0 . 若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从 P 经 M 、 Q 到 N 的运动过程中 ( 　　 ) 从 M 到 Q 的运动过程中引力与速度的夹角大于 90° ，因此引力做负功，从 Q 到 N 的过程中，引力与速度的夹角小于 90° ，因此引力做正功，即海王星从 M 到 N 的过程中万有引力先做负功后做正功， D 项正确． 答案： CD 6 ． ( 多选 ) (2018· 高考全国卷 Ⅰ ， T20) 2017 年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波．根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约 100 s 时，它们相距约 400 km ，绕二者连线上的某点每秒转动 12 圈．将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星 ( 　　 ) A ．质量之积 B ．质量之和 C ．速率之和 D ．各自的自转角速度 答案： BC [ 考情分析 ] ■ 命题特点与趋势 —— 怎么考 1 ． 近几年有关万有引力定律及其应用的题目在高考中通常以选择题的形式出现，极个别情况下会出现在计算题中，难度一般中等；在考查内容上一般考查天体运动参量间的关系、天体质量 ( 密度 ) 的估算、万有引力定律等基本概念和基本规律的理解与应用，有时还会涉及能量知识，同时还会考查运用控制变量法进行定性判断或定量计算的能力． 2 ．从命题趋势上看，分析人造卫星的运行规律仍是考试中的热点，以近几年中国及世界空间技术和宇宙探索为背景的题目备受青睐，会形成新情景的物理题． ■ 解题要领 —— 怎么做 1 ． 正确理解万有引力及万有引力定律，掌握天体质量和密度的估算方法，熟悉一些天体的运行常识． 2 ．结合牛顿第二定律、向心力公式和万有引力定律分析计算卫星运行及卫星变轨问题． 答案： C 2 ． (2018· 湖南长沙市高三统考 ) 2016 年 11 月 17 日 12 时 41 分，我国航天员景海鹏、陈冬踏上返回之旅．他们在 “ 天宫二号 ” 空间实验室已工作生活了 30 天，创造了中国航天员太空驻留时间的新纪录．假设未来的某一天我国宇航员登上某一星球，测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的 2 倍，而该星球的平均密度与地球的差不多，则该星球质量大约是地球质量的 ( 　　 ) A ． 2 倍　 B.4 倍 C ． 8 倍 D ． 16 倍 答案： C 3 ． (2018· 东北三省四市教研联合体联考 ) 2016 年 12 月 23 日据 《 科技日报 》 报道，使用传统火箭的时候，从地球出发前往火星的单程 “ 旅行 ” 大约是 6 到 7 个月，相比传统引擎，如果电磁驱动引擎能够成功投入实际运用，人类可以在 10 个星期内抵达火星，中国已经开发出了低轨道太空测试设备，目前安装在了 “ 天宫二号 ” 上进行测试，处于领先地位．若能将飞行器 P 送到火星附近使其绕火星做匀速圆周运动，如图所示，火星相对飞行器的张角为 θ ，火星半径为 R ，飞行器绕火星做匀速圆周运动的轨道半径为 r ，已知万有引力常量 G ，若想求得火星的质量，下列条件满足的是 ( 　　 ) A ．若测得飞行器周期和火星半径 R ，可得到火星的质量 B ．若测得飞行器周期和轨道半径 r ，可得到火星的质量 C ．若测得飞行器周期和张角 θ ，可得到火星的质量 D ．以上条件都不能单独得到火星的质量 答案： B [ 典例展示 1] 　 (2018· 江苏六市高三第二次联考 ) 2016 年， “ 神舟十一号 ” 飞船和 “ 天宫二号 ” 在距地面 393 km 的圆轨道上顺利对接， “ 天宫二号 ” 运行轨道比 “ 天宫一号 ” 运行轨道高出了 50 km ，则 ( 　　 ) A ． “ 天宫二号 ” 运动的周期大于 “ 天宫一号 ” 运动的周期 B ． “ 天宫二号 ” 运动的速度大于 “ 天宫一号 ” 运动的速度 C ． “ 天宫二号 ” 运动的加速度大于 “ 天宫一号 ” 运动的加速度 D ． “ 天宫二号 ” 运动的角速度大于 “ 天宫一号 ” 运动的角速度 [ 答案 ] 　 A [ 方法技巧 ] 分析卫星运行参量的 “ 一模型 ”“ 两思路 ” (1) 一种模型： 无论是自然天体 ( 如地球、月亮 ) 还是人造天体 ( 如宇宙飞船、人造卫星 ) 都可以看作质点，围绕中心天体 ( 视为静止 ) 做匀速圆周运动，如例题中的中心天体为地球． 4. 如图所示， A 为近地气象卫星， B 为远地通信卫星，假设它们都绕地球做匀速圆周运动．已知地球半径为 R ，卫星 A 距地面高度可忽略不计，卫星 B 距地面高度为 h ，不计卫星间的相互作用力．则下列说法正确的是 ( 　　 ) 答案： D 答案： AD 6. 国务院批复，自 2016 年起将 4 月 24 日设 立为 “ 中国航天日 ” .1970 年 4 月 24 日我 国首次成功发射的人造卫星东方红一号， 目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道 近地点高度约为 440 km ，远地点高度约 为 2 060 km ； 1984 年 4 月 8 日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空 35 786 km 的地球同步轨道上．设东方红一号在远地点的加速度为 a 1 ，东方红二号的加速度为 a 2 ，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为 a 3 ，则 a 1 、 a 2 、 a 3 的大小关系为 ( 　　 ) A ． a 2 > a 1 > a 3 　 B. a 3 > a 2 > a 1 C ． a 3 > a 1 > a 2 D ． a 1 > a 2 > a 3 答案： D [ 典例展示 2] 　 2018 年 6 月 2 日，我国成功发射高分六号遥感卫星．如图所示是卫星发射过程中的某一次变轨示意图，卫星从椭圆轨道 Ⅰ 上的远地点 Q 改变速度进入地球同步轨道 Ⅱ ， P 点为椭圆轨道的近地点．下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．卫星在椭圆轨道 Ⅰ 上运行时，在 P 点的速度等于在 Q 点的速度 B ．卫星在椭圆轨道 Ⅰ 上的 Q 点的速度小于在同步轨道 Ⅱ 上的 Q 点的速度 C ．卫星在椭圆轨道 Ⅰ 上的 Q 点加速度大于在同步轨道 Ⅱ 上的 Q 点的加速度 D ．卫星耗尽燃料后，在微小阻力的作用下，机械能减小，轨道半径变小，动能变小 [ 思路探究 ] 　 (1) 卫星在不同轨道上的加速度大小由什么决定？ (2) 卫星变轨运动的原因是什么？ [ 答案 ] 　 B (4) 卫星经过不同轨道相交的同一点时加速度相等 ( 如例题中 Q 点的加速度相等 ) ． 答案： A 8. (2018· 沈阳大连高三期末检测 ) 中国航天 的发展一直偏重应用，而在纯科学的空间 天文与深空探测方面，过去长期是空白的， 所以中国航天局计划 2018 年将利用嫦娥五 号进行第一次火星探测．之前美国已发射了凤凰号着陆器降落在火星北极进行勘察，如图为凤凰号着陆器经过多次变轨后登陆火星的轨迹图，轨道上的 P 、 S 、 Q 三点与火星中心在同一直线上， P 、 Q 两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且 PQ ＝ 2 QS ( 已知轨道 Ⅱ 为圆轨道 ) ．关于着陆器，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．在 P 点由轨道 Ⅰ 进入轨道 Ⅱ 需要点火加速 B ．在轨道 Ⅱ 上 S 点的速度小于在轨道 Ⅲ 上 Q 点的速度 C ．在轨道 Ⅱ 上 S 点与在轨道 Ⅲ 上 P 点受到的万有引力相同 D ．在轨道 Ⅱ 上由 P 到 S 的时间是其在轨道 Ⅲ 上由 P 到 Q 时间的 2 倍 答案： B 答案： C 限训练 • 通高考 点击进入 word....