江苏省江阴市澄西中学高三物理 专题四《万有引力与航天》复习资料.doc

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1、专题四万有引力与航天【达标要求】1、明确天体运动的模型——匀速圆周运动，掌握其核心规律为万有引力提供向心力2、在忽略地球自转时，地球表面物体所受万有引力近似等于其所受重力3、知道近地卫星的线速度即第一宇宙速度，是卫星绕地球做圆周运动的最大速度，也是发射卫星的最小速度4、掌握卫星的变轨问题【知识回归】1、在处理天体的运动问题时，通常把天体的运动看成是________________，其所需要的向心力由___________提供，其基本关系式为=______=_______=_______=__________2、在天体表面，忽略自

2、转的情况下，有=_______，离天体表面h高处的重力加速度g=_____________。3、卫星的运行轨道半径r增大，卫星运行的加速度a______，线速度v_______，角速度ω_________，周期T________。【规律、方法、策略】1、分析天体运动类问题的一条主线是F万=F向，抓住黄金置换式：=mg.2、卫星变轨时，若沿着运动方向向后喷气，卫星速度增大，则会出现万有引力不足以提供向心力，卫星作离心运动，由低轨道漂向高轨道；若沿着运动方向向前喷气，卫星速度减小，导致出现万有引力大于向心力，卫星作向心运动，由高轨道

3、漂向高轨道。3、卫星上所有物体均处于失重状态，与重力有关的仪器不能使用，与重力有关的实验不能进行。【典例导航】一、利用万有引力定律求天体的质量例1、2011年12月美国宇航局发布声明宣布，通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星。该行星被命名为开普勒一22b（Kepler一22b），距离地球约600光年之遥，体积是地球的2.4倍。这是目前被证实的从大小和运行轨道来说最接近地球形态的行星，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一圈。若行星开普勒一22b绕恒星做圆运动的轨道半径可测量，万有引力常量

4、G已知。根据以上数据可以估算的物理量有（）A、.行星的质量B．行星的密度C．恒星的质量D．恒星的密度4用心爱心专心二、卫星的运行加速度、速度、角速度和周期随轨道半径R变化的规律例2、未发射的卫星放在地球赤道上随地球自转时的线速度为v1、加速度为a1；发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动时的线速度为v2、加速度为a2；实施变轨后，使其在同步卫星轨道上做匀速圆周运动，运动的线速度为v3、加速度为a3。则v1、v2、v3和a1、a2、a3的大小关系是（）A．v2>v3>vla2>a3>alB．v3>v2>v1a2>a3>alC．v2>

5、v3=v1a2=a1>a3D．v2>v3>vla3>a2>a1三、第一宇宙速度计算例3、已知某星球的平均密度是地球的n倍，半径是地球的k倍，地球的第一宇宙速度为v，则该星球的第一宇宙速度为（）A．B．C．D．四、卫星的变轨问题例4、飞船在轨道上运行时，由于受大气阻力的影响，飞船飞行轨道高度逐渐降低，为确保正常运行，一般情况下在飞船飞行到第30圈时，控制中心启动飞船轨道维持程序．则可采取的具体措施是（）A．启动火箭发动机向前喷气，进入高轨道后与前一轨道相比，运行速度增大B．启动火箭发动机向后喷气，进入高轨道后与前一轨道相比，运行速

6、度减小C．启动火箭发动机向前喷气，进入高轨道后与前一轨道相比，运行周期增大D．启动火箭发动机向后喷气，进入高轨道后与前一轨道相比，运行周期增大【针对训练】1、2010年10月1日，我国第二颗探月卫星“嫦娥二号”成功发射，“嫦娥二号”最终进入距月面h=200km的圆形工作轨道，开始进行科学探测活动，设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（）A．嫦娥二号绕月球运行的周期为B．月球的平均密度为C．嫦娥二号在工作轨道上的绕行速度为D．在嫦娥二号的工作轨道处的重力加速度为4用心爱心专心2、（2011

7、江苏百校联考）.中国志愿者王跃参与人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的一次试验“火星－500”，王跃走出登陆舱，成功踏上模拟火星表面，在“火星”上首次留下中国人的足迹，目前正处于从“火星”返回地球途中．假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历如图所示的变轨过程，则下列说法正确的是（）A．飞船在轨道Ⅱ上运动时，在P点的速度大于在Q点的速度B．飞船在轨道Ⅰ上运动的机械能大于在轨道Ⅱ上运动的机械能C．飞船在轨道Ⅰ上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度D．飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动的周期跟飞船返回地面的过程中

8、绕地球以轨道I同样的半径运动的周期相同3、（2011盐城中学一模）、已知地球和天王星半径分别为R1、R2，公转半径分别为r1、r2，公转线速度分别为v1′、v2′，表面重力加速度分别为g1、g2，地球第一宇宙速度为v1，飞船贴近天王星表面环绕线速度为v2，则下列