2019-2020年高考物理二轮专题突破专题三力与物体的曲线运动2万有引力与航天导学案

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1、2019-2020年高考物理二轮专题突破专题三力与物体的曲线运动2万有引力与航天导学案一、知识梳理1.在处理天体的运动问题时，通常把天体的运动看成是运动，其所需要的向心力由提供.其基本关系式为G＝m＝mω2r＝m()2r＝m(2πf)2r.在天体表面，忽略自转的情况下有G＝mg.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(1)由G＝m，得v＝，则r越大，v越小.(2)由G＝mω2r，得ω＝，则r越大，ω越小.(3)由G＝mr，得T＝，则r越大，T越大.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

2、速度比在高轨道.4.宇宙速度(1)第一宇宙速度：推导过程为：由mg＝＝得：v1＝＝＝km/s.第一宇宙速度是人造卫星的速度，也是人造地球卫星的速度.(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.（二）规律方法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.二、题型、技巧归纳高考题型一万有引力定律及天体质量和密度的求解【例1】过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅

3、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

4、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高考预测2　设宇宙中某一小行星自转较快，但仍可近似看做质量分布均匀的球体，半径为R.宇航员用弹簧测力计称量一个相对自己静止的小物体的重量，第一次在极点处，弹簧测力计的读数为F1＝F0；第二次在赤道处，弹簧测力计的读数为F2＝.假设第三次在赤道平面内深度为的隧道底部，示数为F3；第四次在距星表高度为R处绕行星做匀速圆周运动的人造卫星中，示数为F4.已知均匀球壳对壳内物体的引力为零，则以下判断正确的是(　　)A.F3＝　F4＝B.F3＝　F4＝0C.F3＝　F4＝0D.F3＝4F0　F4＝规律总结1.利用天

5、体表面的重力加速度g和天体半径R.由于G＝mg，故天体质量M＝，天体密度ρ＝＝＝.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.(1)由万有引力等于向心力，即G＝mr，得出中心天体质量M＝；(2)若已知天体半径R，则天体的平均密度ρ＝＝＝；(3)若天体的卫星在天体表面附近环绕天体运动，可认为其轨道半径r等于天体半径R，则天体密度ρ＝.可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T，就可估算出中心天体的密度.高考题型二卫星运行参量的分析【例2】(xx·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、6.6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.4hC.8hD.16h高考预测3xx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.卫星的绕行速率大于7.9km/sB.卫星的绕行周期约为8πC.卫星所在处的重力加速度大小约为D.卫星的动能大小约为高考预测4　(xx·四川理综·3)国务院批复，自xx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

7、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440km，远地点高度约为2060km；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35786km的地球同步轨道上.设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为(　　)A.a2＞a1＞a3B.a3＞a2＞a1C.a3＞a1＞a2D.a1＞a2＞a3高考题型三卫星