2013高考物理复习参考课件：4.4万有引力与航天 （沪科版）

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1、1.“嫦娥二号”月球探测器在环绕月球运行过程中，设探测器运行的轨道半径为r，运行速率为v，当探测器飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时()A.r、v都将略为减小B.r、v都将保持不变C.r将略为减小，v将略为增大D.r将略为增大，v将略为减小【解析】选C.当探测器飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时，受到的万有引力即向心力会变大，故探测器的轨道半径会减小，由得运行速率v将增大，故选C.2.（2011·杭州模拟）如图所示，某次发射同步卫星时，先进入一个近地的圆轨道，然后在P点点火加速，进入椭圆形转移轨道（该椭圆轨道的近地点为近

2、地圆轨道上的P点，远地点为同步轨道上的Q点），到达远地点时再次自动点火加速，进入同步轨道，设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，加速度为a1;在P点短时间加速后的速率为v2，在经过P点时加速度为a2；沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3,加速度为a3；在Q点短时间加速后进入同步轨道后的速率为v4，在经过Q点时加速度为a4，则()A.v1=v2;a1a4C.v1

3、心运动，所以大于在圆轨道上的线速度，故C正确，同理可推得A、B、D错误.3.火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍.根据以上数据，以下说法正确的是()A.火星表面重力加速度的数值比地球表面大B.火星公转的周期比地球的长C.火星公转的线速度比地球的大D.火星公转的向心加速度比地球的大【解析】选B.由得计算得火星表面的重力加速度约为地球表面的A错误；由得由已知数据可知T火＞T地，B正确；由判断轨道半径大的线速度小，C错；由公转向心加速度可知火星公转的向心加速度比地球的小，D错.4

4、.(2011·汕头模拟)有一宇宙飞船到了某行星上(该行星没有自转运动)，以速度v接近行星表面匀速飞行，测出运动的周期为T，已知引力常量为G，下列选项中错误的是()A.该行星的半径为B.该行星的平均密度为C.无法测出该行星的质量D.该行星表面的重力加速度为【解析】选C.由可得：A正确；由可得：C错误；由得：B正确；由得：D正确.一、应用万有引力定律分析天体的运动1.解决天体（卫星）运动问题的基本思路（1）天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即（2）在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即(g0表示天体表面的重力加速度

5、）.注意：①在研究卫星的问题中，若已知中心天体表面的重力加速度g0时，常运用作为桥梁，可以把“地上”和“天上”联系起来.由于这种代换的作用巨大，此式通常称为黄金代换式.②利用此关系可求行星表面重力加速度、轨道处重力加速度：在行星表面重力加速度：所以在离地面高为h的轨道处重力加速度：所以2.应用实例（1）估算中心天体质量的基本思路①从环绕天体出发:通过观测环绕天体运动的周期T和轨道半径r就可以求出中心天体的质量M.②从中心天体本身出发:只要知道中心天体表面的重力加速度g和半径R就可以求出中心天体的质量M.（2）估算中心天体的密度ρ测出

6、卫星绕天体做匀速圆周运动的半径r和周期T，由得(r0为天体的半径)当卫星沿天体表面绕天体运行时，r＝r0，则（1）卫星的轨道半径与中心天体的半径不要混淆，只有近地卫星的轨道半径才等于天体的半径.（2）天体的运动一般都近似看成是匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，但是如果天体的运动不能看做圆周运动而是椭圆运动时，万有引力与向心力不相等.【例证1】（2010·安徽高考）为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”.假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T

7、1和T2.火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，万有引力常量为G.仅利用以上数据，可以计算出()A.火星的密度和火星表面的重力加速度B.火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C.火星的半径和“萤火一号”的质量D.火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力【解题指导】解答本题时可按以下思路分析：【自主解答】选A.设火星的半径为R，火星的质量为M，由F万=F向可得：联立可以求出火星的半径R，火星的质量M，由密度公式可进一步求出火星的密度；由可进一步求出火星表面的重力加速度.由于不知道“萤火一号”的质量，所以不能求出火星对

8、“萤火一号”的引力，只有A正确.【变式训练】（2010·北京高考）一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上.已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为（）A.B.C.D.【解析】选D.由万