高考物理二轮专题突破 专题三 力与物体的曲线运动（2）万有引力与航天课件

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1、2017届高考二轮专题三力与物体的曲线运动第2讲：万有引力与航天学习目标1、掌握万有引力定律及天体质量和密度的求解2、学会卫星运行参量的分析3、会解决卫星变轨与对接4、会处理双星与多星问题知识梳理万有引力匀速圆周知识梳理2.卫星的绕行速度v、角速度ω、周期T与轨道半径r的关系知识梳理3.卫星变轨(1)由低轨变高轨，需增大速度，稳定在高轨道上时速度比在低轨道.(2)由高轨变低轨，需减小速度，稳定在低轨道上时速度比在高轨道.4.宇宙速度(1)第一宇宙速度：v1＝＝＝km/s.第一宇宙速度是人造卫星的速度，

2、也是人造地球卫星的_____速度.发射7.9最大环绕最小小大知识梳理(2)第二宇宙速度：v2＝km/s，使物体挣脱引力束缚的最小发射速度.(3)第三宇宙速度：v3＝km/s，使物体挣脱引力束缚的最小发射速度.太阳11.2地球16.7知识梳理1.分析天体运动类问题的一条主线就是F万＝F向，抓住黄金代换公式GM＝.2.确定天体表面重力加速度的方法有：(1)测重力法；(2)单摆法；(3)(或竖直上抛)物体法；(4)近地卫星法.环绕gR2平抛规律方法难点突破高考题型1万有引力定律及天体质量和密度的求解1.利用

3、天体表面的重力加速度g和天体半径R.2.通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T和轨道半径r.难点突破难点突破典例精析【例1】(2015·江苏单科·3)过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51pegb”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕，“51pegb”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的，该中心恒星与太阳的质量比约为()A.B.1C.5D.10难点突破【解析】研究行星绕某一恒星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式为：【答案】B难

4、点突破高考预测1、到目前为止，火星是除了地球以外人类了解最多的行星，已经有超过30枚探测器到达过火星，并发回了大量数据.如果已知万有引力常量为G，根据下列测量数据，能够得出火星密度的是()A.发射一颗绕火星做匀速圆周运动的卫星，测出卫星的轨道半径r和卫星的周期TB.测出火星绕太阳做匀速圆周运动的周期T和轨道半径rC.发射一颗贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的速度vD.发射一颗贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的角速度ω难点突破测出火星绕太阳做匀速圆周运动的周期和轨

5、道半径，根据万有引力提供向心力，可以求出太阳的质量，由于火星是环绕天体，不能求出其质量，所以无法求出密度.故B错误；【解析】根据可以得出火星的质量，但火星的半径未知，无法求出密度.故A错误；难点突破【答案】D难点突破高考题型2卫星运行参量的分析【例2】(2016·全国乙卷·17)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.1hB

6、.4hC.8hD.16h典例精析难点突破解得T2≈4h.【解析】地球自转周期变小，卫星要与地球保持同步，则卫星的公转周期也应随之变小，由开普勒第三定律可知卫星离地球的高度应变小，要实现三颗卫星覆盖全球的目的，则卫星周期最小时，由数学几何关系可作出它们间的位置关系如图所示.【答案】B难点突破高考预测2、2016年2月1日15点29分，我国在西昌卫星发射中心成功发射了第五颗新一代北斗导航卫星.该卫星质量为m，轨道离地面的高度约为地球半径R的3倍.已知地球表面的重力加速度为g，忽略地球自转的影响.则()A.

7、卫星的绕行速率大于7.9km/s难点突破【解析】7.9km/s是第一宇宙速度，是卫星最大的环绕速度，所以该卫星的速度小于7.9km/s.故A错误；难点突破【答案】D难点突破高考题型3卫星变轨与对接【例3】近年来，火星探索计划不断推进.如图所示，载人飞行器从地面发射升空，经过一系列的加速和变轨，在到达“近火星点”Q时，需要及时制动，使其成为火星的卫星.之后，又在绕火星轨道上的“近火星点”Q经过多次制动，进入绕火星的圆形工作轨道Ⅰ，最后制动，实现飞行器的软着陆，到达火星表面.下列说法正确的是()典例精析难

8、点突破A.飞行器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上均绕火星运行，所以具有相同的机械能B.由于轨道Ⅰ与轨道Ⅱ都是绕火星运行，因此飞行器在两轨道上运行具有相同的周期C.飞行器在轨道Ⅲ上从P到Q的过程中火星对飞行器的万有引力做正功D.飞行器经过轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的Q时速率相同难点突破【解析】飞行器由轨道Ⅱ在Q处必须制动才能进入轨道Ⅰ，所以飞行器在轨道Ⅰ上的机械能小于轨道Ⅱ上的机械能，故A错误.根据开普勒第三定律知，轨道Ⅱ的半长轴比轨道Ⅰ的半径大，则飞行器在轨道Ⅰ上运行的周期小，