2017年高考物理（热点+题型全突破）专题5.1 万有引力与航天题型特点与命题规律（含解析）

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1、万有引力与航天题型特点与命题规律本章内容高考以牛顿运动定律和万有引力为核心，以抛体运动和圆周运动为基础进行命题，涉及天体质量，星球表面重力加速度的计算，天体或卫星的运动规律分析，卫星和地表物体运动状态的比较等方面，随着中国航天科技的崛起，人造卫星和飞船成为高考的热点背景。试题多为选择题，也可能出现综合计算题。一、本章内容、考试范围及要求考点内容要求题型万有引力定律及其应用万有引力定律及其应用Ⅱ选择、计算天体运动　人造卫星环绕速度Ⅱ选择、计算第二宇宙速度和第三宇宙速度Ⅰ经典时空观和相对论时空观Ⅰ二、常见题型展示1.重力与万有引力的关系2.天体运动过程中基本参量的

2、比较（定量计算或者定性分析）3.地球表面上和轨道上的重力加速度问题4.万有引力相关参量的估算问题（质量或者密度估算）5.三种卫星的运行问题（近地卫星、赤道上物体与同步卫星）6.双星与多星问题7.三种（第一、第二与第三）宇宙速度的理解与定性分析（运行速度、宇宙速度与发射速度）8.卫星的稳定运行与变轨问题本章考试题型归纳与分析：考试的题型：选择题、解答题考试核心考点与题型：（1）选择题：万有引力相关参量的估算问题与三种卫星的运行问题（2）解答题：与机械能相结合考查卫星变轨问题。三、近几年高考在本章中的考查特点1重视应用万有引力规律解决天体运动的问题【典例1】(20

3、15海南单科,6)若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2∶，已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R.由此可知，该行星的半径约为(　　)A.RB.RC．2RD.R【答案】C【典例2】(2015北京理综，16)假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么(　　)A．地球公转周期大于火星的公转周期B．地球公转的线速度小于火星公转的线速度C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度D．地球公转的角速度大于火星公转的角速度【答案】D【解析】　两行星绕太阳运

4、动的向心力均由万有引力提供，所以有G＝m＝mω2r＝mr＝ma，解得v＝，T＝，ω＝，a＝，根据题意r火＞r地，所以有T地＜T火，v地＞v火，a地＞a火，ω地＞ω火，故A、B、C错误，D正确．【典例3】(2015四川理综，5)登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星．地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响．根据下表，火星和地球相比(　　)行星半径/m质量/kg轨道半径/m地球6.4×1066.0×10241.5×1011火星3.4×1066.4×10232.3×1011A.火星的公转周期较小B．火星做圆周运动的加速

5、度较小C．火星表面的重力加速度较大D．火星的第一宇宙速度较大【答案】B2.重视对人造卫星运行规律的考察【典例4】(2016天津理综，3)我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是(　　)A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近

6、时实现对接D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接【答案】C【解析】.　[若使飞船与空间站在同一轨道上运行，然后飞船加速，所需向心力变大，则飞船将脱离原轨道而进入更高的轨道，不能实现对接，选项A错误；若使飞船与空间站在同一轨道上运行，然后空间站减速，所需向心力变小，则空间站将脱离原轨道而进入更低的轨道，不能实现对接，选项B错误；要想实现对接，可使飞船在比空间试验室半径较小的轨道上加速，然后飞船将进入较高的空间试验室轨道，逐渐靠近空间实验室后，两者速度接近时实现对接，选项C正确；若飞船在比空间试验室半径较小

7、的轨道上减速，则飞船将进入更低的轨道，不能实现对接，选项D错误。]【典例5】(2015福建理综，14)如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1、v2，则(　　)A.＝B.＝C.＝()2D.＝()2【答案】　A【典例6】．(2014天津理综，3)研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比(　　)A．距地面的高度变大B．向心加速度变大C．线速度变大D．角速度变大【答案】A【解析】同步卫星运行

8、周期与地球自转周期相同，由G＝m(R＋