2018届二轮复习 万有引力定律及其应用 课件 (共84)张(全国通用)

[答案]
C
求解本题时， 若对天体运动规律掌握不熟悉， 加之考试紧张， 题目情景分析不明，可能会误以为是较复杂的行星轨道变化问 题，错把简单问题复杂化，耗时而费力.高考复习时，应仔细分 析天体运动特点，正确画出情景图，切忌搞题海战术，分不清情 景乱套公式，同时也要关注社会科技新动向.
[熟练强化] 1．(多选)(2017· 河北保定一模)O 为地球球心，半径为 R 的圆 为地球赤道，地球自转方向如图所示，自转周期为 T，观察站 A 有一观测员在持续观察某卫星 B.某时刻观测员恰能观察到卫星 B T 从地平线的东边落下，经 的时间，再次观察到卫星 B 从地平线 2 的西边升起．已知∠BOB′＝α，地球质量为 M，引力常量为 G， 则( )
[解析] 组合体比天宫二号质量大，轨道半径 R 不变，根据 v2 GMm ＝m R ，可得 v＝ R2 GM R ，可知与天宫二号单独运行时相比，
2πR 组合体运行的速率不变，B 项错误；又 T＝ v ，则周期 T 不变， A 项错误；质量变大、速率不变，动能变大，C 项正确；向心加 GM 速度 a＝ 2 ，不变，D 项错误． R
2．必须牢记同步卫星的两个特点 (1)同步卫星绕地心做匀速圆周运动的周期等于地球的自转 周期． (2)所有同步卫星都在赤道上空相同的高度上．
(2017· 全国卷Ⅲ)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 C．动能变大 B．速率变大 D．向心加速度变大 )
[答案]
(1)
(2)
(3)三种宇宙速度
(4)同步卫星的“七个一定”特点 ①轨道平面一定：轨道平面与赤道平面共面． ②周期一定：与地球自转周期相同，即 T＝24 h. ③角速度一定：与地球自转的角速度相同，即 ω＝7.3×10－5 rad/s. Mm 4π2 ④高度一定： 由G ＝m 2 (R＋h)得地球同步卫星离地 T R＋h2 3 GMT2 7 面的高度 h＝ 2 －R＝3.6×10 m. 4π
[解析] 设行星质量为 M，半径为 R，密度为 ρ，卫星质量 T T 为 m， 如图所示， 发现日落的 时间内有 的时间看不见同步卫星， 2 6
2π 360° R Mm 则 θ＝ ＝60° ， 故 φ＝60° ， r＝ ＝2R， 根据 G 2＝m 6 cosφ 2R T
2

4 3 24π 2R，M＝ρ πR ，解得 ρ＝ 2. 3 GT
考向一
天体质量与密度的计算
[归纳提炼] 天体质量及密度北京卷)利用引力常量 G 和下列某一组数据，不能 计算出地球质量的是( )
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
人造卫星
GM 1 ma―→a＝ r2 ―→a∝r2 2 GM 1 v m r ―→v＝ ―→ v∝ r r GMm ＝ r2 1 mω2r―→ω＝ GM ―→ω∝ 3 r3 r 4π2 2 3 4π r 3 m 2 r―→T＝ ―→ T ∝ r GM T
越高越慢
Mm0 [解析] 由于不考虑地球自转， 则在地球表面附近， 有G 2 R gR2 ＝m0g，故可得 M＝ G ，A 项错误；由万有引力提供人造卫星的 v2 v3T Mm1 2πR 向心力，有 G 2 ＝m1 R ，v＝ T ，联立得 M＝ ，B 项错误； R 2πG 2π Mm2 由万有引力提供月球绕地球运动的向心力，有 G 2 ＝m2T′ r 4π2r3 2 r，故可得 M＝ ，C 项错误；同理，根据地球绕太阳做圆 GT′2 周运动的周期及地球与太阳间的距离，不可求出地球的质量，D 项正确．
板 块 一
专题突破复习
专 题 一
力与运动
第四讲
万有引力定律及其应用
知识网络构建
结网建体 把脉考向
[高考调研] 1.天体运动仍是考查热点．常考点有：卫星的变 轨、对接；天体相距最近或最远问题；随地、绕
[知识建构]
地问题；卫星运动过程中的动力学问题、能量问 题(如 2017 年全国卷Ⅰ24T 和全国卷Ⅱ19T)，包 括加速度(向心加速度、重力加速度)、线速度、 周期的比较等． 解决这些问题的总体思路是熟悉 两个模型： 随地、 绕地． 变轨抓住两种观点分析， 即动力学观点、能量观点．注意匀速圆周运动知 识的应用． 2.常用的思想方法：①“割补法”求万有引力大 小．②天体质量和密度的计算方法．③变轨问题 的处理方法．④“多星”问题的处理方法.
[答案] D
2． (2017· 河北六校联考 )某行星的同步卫星下方的行星表面 上有一观察者，行星的自转周期为 T，他用天文望远镜观察被太 T T 阳光照射的此卫星，发现日落的 时间内有 的时间看不见此卫 2 6 星，不考虑大气对光的折射，则该行星的密度为( 24π A. 2 GT 3π B. 2 GT 8π C. 2 GT 16π D. 2 GT )
⑤速率一定：v＝
GM ＝3.1×103 m/s. R＋ h
Mm GM ⑥向心加速度一定：由 G ＝ ma ，得 a ＝ ＝ R＋h2 R＋h2 gh≈0.23 m/s2，即同步卫星的向心加速度等于轨道处的重力加速 度． ⑦绕行方向一定：运行方向与地球自转方向一致.
核心要点突破
透析重难 题型突破
[答案]
A
1利用万有引力提供天体圆周运动的向心力估算天体质量， 估算的是中心天体的质量而非环绕天体的质量. 2区别两个半径轨道半径与天体半径，轨道半径与天体半 径的关系为 r＝R＋h，只有在天体表面附近的卫星，才有 R≫h， r≈R.h 指卫星到天体表面高度
考向二 [归纳提炼] 1．必须掌握的四个关系