第六章-萬有引力與航天綜合復習(含答案)

1、1第六章第六章萬有引力與航天綜合復習（含答案）萬有引力與航天綜合復習（含答案）《名師優(yōu)學堂》物理主講教師：付靜峰一考點整理一考點整理基本概念基本概念1開普勒行星運動定律：⑴開普勒第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個上⑵開普勒第二定律：從太陽到行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的⑶開普勒第三定律：所有行星的軌道的的三次方跟它的的二次方的比值都相等〖圖解開普勒行星運動定律〗2萬有引力定律：自然界中任何兩個物體都相互吸

2、引，引力的方向在它們的上，引力的大小與物體的質量m1和m2的乘積成，與它們之間距離r的平方成⑴表達式：F=G為引力常量，G=6.6710－11；⑵適用條件：①公式適用于間的相互作用當兩個物體間的距離遠遠大于物體本身的大小時，物體可視為質點②質量分布均勻的球體可視為質點，r是兩球心間的距離3宇宙速度：⑴第一宇宙速度：又叫速度，它是人造地球衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運動時具有的速度；它又是人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是人造地球衛(wèi)星的發(fā)射速度

3、推導過程為：由mg=mv2R=GMmR2得v===kmsGMRgR⑵第二宇宙速度：又叫速度，使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度；v2=kms⑶第三宇宙速度：又叫速度，使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度；v3=kms4衛(wèi)星：⑴模型：某一天體周圍有繞其做圓周運動的物體，該物體叫做該天體的衛(wèi)星在研究過程中，一般僅考慮兩者之間的萬有引力，其忽略其他星體對它們的作用，且視為勻速圓周運動⑵基本原理：萬有引力提供向心力Fn=GMmr2；Fn=ma

4、n其中an=v2r、an=ω2r、an=(2πT)2r⑶同步衛(wèi)星：相對地球靜止的衛(wèi)星其特點：①周期一定：與地球自轉周期相同，即T=h；②角速度一定：與地球自轉的角速度相同；③高度一定：衛(wèi)星離地面的高度h=；（寫公式，下同）④速率一定：v=；⑤軌道平面一定：軌道平面與共面二思考與練習二思考與練習思維啟動思維啟動1太陽系中的8大行星的軌道均可以近似看成圓軌道下列4幅圖是用來描述這些行星運動所遵從的某一規(guī)律的圖象圖中坐標系的橫軸是lg(TT0

5、)，縱軸是lg(RR0)；這里T和R分別是行星繞太陽運行的周期和相應的圓軌道半徑，T0和R0分別是水星繞太陽運行的周期和相應的圓軌道半徑下列4幅圖中正確的是（）a3T2=k，k是一個與行星無關的常量3〖考點3〗天體運動中的基本參量的求解及比較【例3】2011年8月，“嫦娥二號”成功進入了環(huán)繞“日地拉格朗日點”的軌道，我國成為世界上第三個造訪該點的國家如圖所示，該拉格朗日點位于太陽和地球連線的延長線上，一飛行器處于該點，在幾乎不消耗燃料的

6、情況下與地球同步繞太陽做圓周運動，則此飛行器的（）A線速度大于地球的線速度B向心加速度大于地球的向心加速度C向心力僅由太陽的引力提供D向心力僅由地球的引力提供【變式跟蹤3】2012年6月24日，“神舟九號”飛船與“天宮一號”飛行器成功手動對接，“神舟九號”與“天宮一號”對接前按如圖所示的軌道示意圖運行，下列說法中正確的是（）A“神舟九號”的加速度比“天宮一號”小B“神舟九號”運行的速率比“天宮一號”小C“神舟九號”運行的周期比“天宮一號

7、”長D“神舟九號”運行的角速度比“天宮一號”大〖考點4〗描述天體運動的五大物理量之間的關系【例4】一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運動，其線速度大小為v假設宇航員在該行星表面上用彈簧測力計測量一質量為m的物體重力，物體靜止時，彈簧測力計的示數(shù)為F已知引力常量為G，則這顆行星的質量為（）Amv2GFBmv4GFCFv2GmDFv4Gm【變式跟蹤4】美國宇航局2011年12月5日宣布，他們發(fā)現(xiàn)了太陽系外第一顆類似地球的、能適合居住的行星—

8、—“開普勒－226”，其直徑約為地球的2.4倍至今其確切質量和表面成分仍不清楚，假設該行星的密度和地球相當，根據(jù)以上信息，估算該行星的第一宇宙速度等于（）A3.3103msB7.9103msC1.2104msD1.9104ms〖考點5〗衛(wèi)星的變軌問題【例5】航天飛機在完成對哈勃空間望遠鏡的維修任務后，在A點從圓形軌道Ⅰ進入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的與地球相切的一點，如圖所示關于航天飛機的運動，下列說法中正確的有（）A在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速

9、度小于經(jīng)過B的速度B在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的動能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的動能C在軌道Ⅱ上運動的周期小于在軌道Ⅰ上運動的周期D在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度【變式跟蹤5】如圖所示，a為地球赤道上的物體，b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，c為地球同步衛(wèi)星關于a、b、c做勻速圓周運動的說法中正確的是（）A地球對b、c兩星的萬有引力提供了向心力，因此只有a受重力，b、c兩星不受重力B周期關系為Ta=TcTbC線速度的大小