2019届高考一轮复习物理(经典版)课件：限时规范专题练3+卫星与天体运动问题+【KS5U+高考】
2019年高考物理一轮复习精品资料专题4.5 卫星与航天(教学案) 含解析
2019年高考物理一轮复习精品资料1.掌握万有引力定律的内容、公式及应用.2.理解环绕速度的含义并会求解.3.了解第二和第三宇宙速度．一、近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运行问题近地卫星、同步卫星和赤道上随地球自转的物体的三种匀速圆周运动的比较1．轨道半径：近地卫星与赤道上物体的轨道半径相同，同步卫星的轨道半径较大，即r 同>r 近＝r 物。
2．运行周期：同步卫星与赤道上物体的运行周期相同。
由T ＝2πr 3GM可知，近地卫星的周期要小于同步卫星的周期，即T 近<T 同＝T 物。
3．向心加速度：由G Mm r2＝ma 知，同步卫星的加速度小于近地卫星的加速度。
由a ＝r ω2＝r ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2知，同步卫星的加速度大于赤道上物体的加速度，即a 近>a 同>a 物。
4．动力学规律(1)近地卫星和同步卫星满足GMm r 2＝m v 2r＝m ω2r ＝ma 。
(2)赤道上的物体不满足万有引力充当向心力即GMm r 2≠m v 2r。
二、卫星的变轨问题 1．卫星变轨的原因 (1)由于对接引起的变轨 (2)由于空气阻力引起的变轨 2．卫星变轨的实质(1)当卫星的速度突然增加时，G Mm r 2<m v 2r，即万有引力不足以提供向心力，卫星将做离心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变大，当卫星进入新的轨道稳定运行时由v ＝GMr可知其运行速率比原轨道时减小。
(2)当卫星的速率突然减小时，G Mm r 2>m v 2r，即万有引力大于所需要的向心力，卫星将做近心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变小，当卫星进入新的轨道稳定运行时由v ＝GMr可知其运行速率比原轨道时增大。
卫星的发射和回收就是利用这一原理。
三、天体运动中的能量问题1．卫星(或航天器)在同一圆形轨道上运动时，机械能不变。
2．航天器在不同轨道上运行时机械能不同，轨道半径越大，机械能越大。
卫星速率增大(发动机做正功)会做离心运动，轨道半径增大，万有引力做负功，卫星动能减小，由于变轨时遵从能量守恒，稳定在圆轨道上时需满足G Mm r 2＝m v 2r，致使卫星在较高轨道上的运行速率小于在较低轨道上的运行速率，但机械能增大；相反，卫星由于速率减小(发动机做负功)会做向心运动，轨道半径减小，万有引力做正功，卫星动能增大，同样原因致使卫星在较低轨道上的运行速率大于在较高轨道上的运行速率，但机械能减小。
高考物理一轮总复习 第五章 第2课时 天体运动和人造卫星(基础课时)限时规范训练(含解析)新人教版-
天体运动和人造卫星 [根底巩固题组](20分钟，50分)1．如下列图，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，该卫星从北纬60°的正上方按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方时所用时间为1 h ，如此如下说法正确的答案是( )A ．该卫星与同步卫星的运行半径之比为1∶4B ．该卫星与同步卫星的运行速度之比为1∶2C ．该卫星的运行速度一定大于7.9 km/sD ．该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能解析：选A.由题意知卫星运行的轨迹所对圆心角为120°，即运行了三分之一周期，用时1 h ，因此卫星的周期T ＝3 h ，由G Mm r 2＝m 4π2T2r 可得T ∝r 3，又同步卫星的周期T 同＝24 h ，如此极地轨道卫星与同步卫星的运行半径之比为1∶4，A 正确；由G Mm r 2＝m v 2r ，可得v ∝1r ，故极地轨道卫星与同步卫星的运行速度之比为2∶1，B 错误；第一宇宙速度v ＝7.9 km/s ，是近地卫星的运行速度，所以该卫星的运行速度要小于7.9 km/s ，故C 错误；因卫星的质量未知，如此机械能无法比拟，D 错误．2．如下列图，“嫦娥三号〞探测器发射到月球上要经过屡次变轨，最终降落到月球外表上，其中轨道Ⅰ为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道，如下说法正确的答案是( )A ．探测器在轨道Ⅰ运行时的加速度大于月球外表的重力加速度B ．探测器在轨道Ⅰ经过P 点时的加速度小于在轨道Ⅱ经过P 点时的加速度C ．探测器在轨道Ⅰ的运行周期大于在轨道Ⅱ的运行周期D ．探测器在P 点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ必须点火加速解析：选C.探测器在轨道Ⅰ运行时的万有引力小于在月球外表时的万有引力，根据牛顿第二定律，探测器在轨道Ⅰ运行时的加速度小于月球外表的重力加速度，故A 错误；根据万有引力提供向心力有GMm r 2＝ma ，距地心距离一样，如此加速度一样，故探测器在轨道Ⅰ经过P 点时的加速度等于在轨道Ⅱ经过P 点时的加速度，故B 错误；轨道Ⅰ的半径大于轨道Ⅱ的半长轴，根据开普勒第三定律，探测器在轨道Ⅰ的运行周期大于在轨道Ⅱ的运行周期，故C 正确；探测器在P 点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ必须减速，故D 错误． 3．(2017·高考全国卷Ⅱ)(多项选择)如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P 为近日点，Q 为远日点，M 、N 为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T 0.假设只考虑海王星和太阳之间的相互作用，如此海王星在从P 经M 、Q 到N 的运动过程中( )A ．从P 到M 所用的时间等于T 04B ．从Q 到N 阶段，机械能逐渐变大C ．从P 到Q 阶段，速率逐渐变小D ．从M 到N 阶段，万有引力对它先做负功后做正功解析：选CD.在海王星从P 到Q 的运动过程中，由于引力与速度的夹角大于90°，因此引力做负功，根据动能定理可知，速度越来越小，C 项正确；海王星从P 到M 的时间小于从M 到Q 的时间，因此从P 到M 的时间小于T 04，A 项错误；由于海王星运动过程中只受到太阳引力作用，引力做功不改变海王星的机械能，即从Q 到N 的运动过程中海王星的机械能守恒，B 项错误；从M 到Q 的运动过程中引力与速度的夹角大于90°，因此引力做负功，从Q 到N 的过程中，引力与速度的夹角小于90°，因此引力做正功，即海王星从M 到N 的过程中万有引力先做负功后做正功，D 项正确．4．(2019·皖南八校联考)一颗在赤道上空做匀速圆周运动的人造卫星，其轨道半径上对应的重力加速度为地球外表重力加速度的四分之一，如此某一时刻该卫星观测到地面赤道最大弧长为(地球半径为R )( )A.23πR B ．12πR C.13πR D ．14πR 解析：选A.根据卫星在其轨道上满足G Mm r 2＝mg ′，且在地球外表G Mm R2＝mg ，又因为g ′＝14g ，解得r ＝2R ；如此某一时刻该卫星观测到地面赤道长度对应的弧度数为2π3，如此观测到地面赤道最大弧长为23πR ，A 正确． 5．(2019·山西晋城质检)天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星．假设某双星的质量分别为M 、m ，间距为L ，双星各自围绕其连线上的某点O做匀速圆周运动，其角速度分别为ω1、ω2，质量为M 的恒星轨道半径为R ，引力常量为G ，如此描述双星运动的上述物理量满足( )A ．ω1<ω2B ．ω1>ω2C ．GM ＝ω22(L －R )L 2D ．Gm ＝ω21R 3解析：选C.双星系统中两颗星的角速度一样，ω1＝ω2，如此A 、B 项错误．由GMm L 2＝mω22(L －R )，得GM ＝ω22(L －R )L 2，C 项正确．由GMm L2＝Mω21R ，得Gm ＝ω21RL 2，D 项错误．6．如下列图，有A 、B 两颗卫星绕地心O 做圆周运动，旋转方向一样．A卫星的周期为T 1，B 卫星的周期为T 2，在某一时刻两卫星相距最近，如此(引力常量为G )( )A ．两卫星经过时间t ＝T 1＋T 2再次相距最近B ．两颗卫星的轨道半径之比为T 123∶T 223C ．假设两颗卫星相距最近时的距离，可求出地球的密度D ．假设两颗卫星相距最近时的距离，可求出地球外表的重力加速度解析：选B.两卫星相距最近时，两卫星应该在同一半径方向上，A 多转动一圈时，第二次追上，转动的角度相差2π，即2πT 1t －2πT 2t ＝2π，得出t ＝T 1T 2T 2－T 1，故A 错误；根据万有引力提供向心力得GMm r 2＝m 4π2T2r ，A 卫星的周期为T 1，B 卫星的周期为T 2，所以两颗卫星的轨道半径之比为T 123∶T 223，故B 正确；假设两颗卫星相距最近时的距离，结合两颗卫星的轨道半径之比可以求得两颗卫星的轨道半径，根据万有引力提供向心力得GMm r 2＝m 4π2T2r ，可求出地球的质量，但不知道地球的半径，所以不可求出地球的密度和地球外表的重力加速度，故C 、D 错误．7．(多项选择)在轨道上运动的质量为m 的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R ，地面上的重力加速度为g ，忽略地球自转影响，如此( )A ．卫星运动的速度大小为2gRB ．卫星运动的周期为4π2R gC ．卫星运动的向心加速度大小为12gD ．卫星轨道处的重力加速度为14g 解析：选BD.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设地球质量为M 、卫星的轨道半径为r ，如此GMm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝ma ＝m 4π2r T2，又r ＝2R ，忽略地球自转的影响有GMm R2＝mg ，所以卫星运动的速度大小为v ＝ GM r ＝ gR 2，故A 错误；T ＝2π r 3GM ＝4π 2R g ，故B 正确；a ＝GM r 2＝g 4，故C 错误；卫星轨道处的重力加速度为g 4，故D 正确． [能力提升题组](25分钟，50分)1．(2018·石家庄二模)如下列图，人造卫星A 、B 在同一平面内绕地心O 做匀速圆周运动，A 、B 连线与A 、O 连线间的夹角最大为θ，如此卫星A 、B 的线速度之比为( )A ．sin θB ．1sin θC.sin θD ． 1sin θ 解析：选C.由题图可知，当A 、B 连线与B 所在的圆周相切时A 、B 连线与A 、O 连线的夹角θ最大，由几何关系可知，sin θ＝r B r A ；根据G Mm r 2＝m v 2r可知，v ＝GM r ，故v A v B ＝r B r A ＝sin θ，选项C 正确．2．(多项选择)如图，同步卫星与地心的距离为r ，运行速率为v 1，向心加速度为a 1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a 2.第一宇宙速度为v 2，地球半径为R ，如此如下比值正确的答案是( )A.a 1a 2＝rRB ．a 1a 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫R r 2 C.v 1v 2＝rR D ．v 1v 2＝R r解析：选AD.此题中涉与三个物体，其量排列如下：地球同步卫星：轨道半径r ，运行速率v 1，加速度a 1；地球赤道上的物体：轨道半径R ，随地球自转的向心加速度a 2，近地卫星：轨道半径R ，运行速率v 2；对于卫星，其共同特点是万有引力提供向心力，有G Mm r 2＝m v 2r ，故v 1v 2＝R r.应当选项D 正确；对于同步卫星和地球赤道上的物体，其共同特点是角速度相等，有a ＝ω2r ，故a 1a 2＝r R.应当选项A 正确．3．(2019·西北师大附中模拟)(多项选择)宇航员在某星球外表以初速度2.0 m/s 水平抛出一物体，并记录下物体的运动轨迹，如下列图，O 为抛出点，假设该星球半径为 4 000 km ，引力常量G ＝6.67×10－11N·m 2·kg －2，如此如下说法正确的答案是( )A ．该星球外表的重力加速度为4.0 m/s 2B ．该星球的质量为2.4×1023 kgC ．该星球的第一宇宙速度为4.0 km/sD ．假设发射一颗该星球的同步卫星，如此同步卫星的绕行速度一定大于4.0 km/s解析：选AC.根据平抛运动的规律：h ＝12gt 2，x ＝v 0t ，解得g ＝4.0 m/s 2，A 正确；在星球外表，重力近似等于万有引力，得M ＝gR 2G ≈9.6×1023 kg ，B 错误；由mv 2R＝mg 得第一宇宙速度为v ＝gR ＝4.0 km/s ，C 正确；第一宇宙速度为最大的环绕速度，D 错误．4．(2018·高考某某卷)(多项选择)2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号〞发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一．通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并地球的半径和地球外表处的重力加速度．假设将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的( )A ．密度B ．向心力的大小C ．离地高度D ．线速度的大小解析：选CD.根据题意，卫星运动的周期T 、地球的半径R 和地球外表处的重力加速度g ，在地球外表有GMm R 2＝mg ，得GM ＝gR 2，再由G Mm r 2＝m 4π2T 2r ，解得r ＝3gR 2T 24π2，而r ＝R ＋h ，故可计算出卫星距离地球外表的高度h ，C 正确；根据公式v ＝2πr T，轨道半径r 可以求出，周期T ，故可以计算出卫星绕地球运动的线速度大小v ，D 正确； 根据条件求不出卫星的质量和半径，无法计算出卫星的密度与其向心力大小，A 、B 错误．5．(2019·辽宁实验中学模拟)(多项选择)“嫦娥二号〞卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经屡次变轨最终进入距离月球外表100 km ，周期为118 min 的工作轨道，开始对月球进展探测，如此( )A ．卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小B ．卫星在轨道Ⅲ上经过P 点的速度比在轨道Ⅰ上经过P 点时大C ．卫星在轨道Ⅲ上运动的周期比在轨道Ⅰ上小D ．卫星在轨道Ⅰ上的机械能比在轨道Ⅱ上大解析：选ACD.月球的第一宇宙速度是卫星贴近月球外表做匀速圆周运动的速度，卫星在轨道Ⅲ上的半径大于月球半径，根据G Mm r 2＝m v 2r ，得卫星的速度v ＝ GM r，可知卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小，故A 正确．卫星在轨道Ⅰ上经过P 点假设要进入轨道Ⅲ，需减速，即知卫星在轨道Ⅲ上经过P 点的速度比在轨道Ⅰ上经过P 点时小，故B错误．根据开普勒第三定律：a 3T2＝k ，可知卫星在轨道Ⅲ上运动的周期比在轨道Ⅰ上小，故C 正确．卫星从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，在P 点需减速，动能减小，而它们在各自的轨道上正常运行时机械能守恒，所以卫星在轨道Ⅰ上的机械能比在轨道Ⅱ上大，故D正确．6.“嫦娥一号〞探月卫星沿地月转移轨道飞向月球，在距月球外表200 km 的P 点进展第一次“刹车制动〞后被月球俘获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行．然后卫星在P 点又经过两次“刹车制动〞，最终在距月球外表200 km 的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动，如下列图．如此如下说法正确的答案是( )A ．卫星在三个轨道上运动的周期T Ⅲ＞T Ⅱ＞T ⅠB ．不考虑卫星质量变化，卫星在三个轨道上的机械能E Ⅲ＞E Ⅱ＞E ⅠC ．卫星在不同轨道运动到P 点(尚未制动)时的加速度都相等D ．不同轨道的半长轴(或者半径)的二次方与周期的三次方的比值都相等解析：选C.根据开普勒第三定律，对于同一个中心天体，卫星在不同轨道上运动时半长轴(或者半径)的三次方跟周期的平方的比值都相等，选项D 错误；轨道半径越大，周期也越长，选项A 错误；卫星在半长轴越大的轨道上运动，其机械能总量越大，选项B 错误；卫星在不同轨道上运行到P 点时到月心的距离都相等，其所受月球的万有引力相等，故加速度相等，选项C 正确．7．(多项选择)在地球外表以初速度v 0竖直向上抛出一个小球，经时间t 后回到出发点．假设宇航员登上某个与地球差不多大小的行星外表，仍以初速度v 0竖直向上抛出一个小球，经时间4t 后回到出发点．如此如下说法正确的答案是( )A ．这个行星的质量与地球质量之比为1∶2B ．这个行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为1∶2C ．这个行星的密度与地球的密度之比为1∶4D ．这个行星的自转周期与地球的自转周期之比为1∶2解析：选BC.行星外表与地球外表的重力加速度之比为 g 行g 地＝2v 04t 2v 0t＝14，行星质量与地球质量之比为M 行M 地＝g 行R 2G g 地R 2G＝14，故A 错误；这个行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为 v 行v 地＝g 行R g 地R＝12，故B 正确；这个行星的密度与地球的密度之比为 ρ行ρ地＝M 行V M 地V＝14，故C 正确；无法求出这个行星的自转周期与地球的自转周期之比，故D 错误．。
2019高考物理一轮复习课件4.5天体运动与人造卫星
课 下 作 业 · 素 养 提 升
高考总复习·物理
第四章
课 前 预 习 · 知 识 回 顾
曲线运动 万有引力与航天
解析
万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：
v2 Mm G 2 ＝m ，解得：v＝ r r
GM ，甲、乙、丙三颗卫星 r 1 1 1 围绕地球的线速度之比： v 甲 ∶ v 乙 ∶ v 丙 ＝ ∶ ∶ ＝ 1 2 3 Mm GM 2 6∶3∶2， 故 A 错误； G 2 ＝mω r， 解得： ω＝ ， r r3 甲、 乙、 丙三颗卫星围绕地球的角速度之比： ω 甲∶ω乙∶ 1 1 1 ω丙＝ ＝1∶ ∶ ，故 B 正确； 93 8 27 Mm 万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G 2 ＝ r
(1) 不同的同步卫星的质量不同，但离地面的高度
是相同的。( √ ) (2) 第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的
课 堂 互 动 · 考 点 突 破
最小速度。( × ) (3)月球的第一宇宙速度也是7.9 km/s。( × )
课 下 作 业 · 素 养 提 升
(4) 同步卫星的运行速度一定小于地球第一宇宙速
课 堂 互 动 · 考 点 突 破
课 下 作 业 · 素 养 提 升
答案
菜 单
BC
高考总复习·物理
第四章
课 前 预 习 · 知 识 回 顾
曲线运动 万有引力与航天
2．(2017· 哈尔滨模拟)宇航员站在某一星球上，将 一个小球距离星球表面 h 高度处由静止释放， 使其做自 由落体运动，经过 t 时间后小球到达星球表面，已知该 星球的半径为 R，引力常量为 G，则下列选项正确的是 2hR2 A．该星球的质量为 2 导学号：82210393 Gt h B．该星球表面的重力加速度为 2 2t 2hR C．该星球的第一宇宙速度为 2 t D．通过以上数据无法确定该星球的密度
2019版高考物理一轮复习第5章天体运动20天体运动与人造卫星习题课件【优质ppt版本】
A．飞船绕地球运动的线速度为
2πR α
Tsin2
B．一天内飞船经历“日全食”的次数为TT0 C．飞船每次在“日全食”过程所需的时间为α2Tπ
D．飞船的周期为T＝2πRα sin2
R α
GMsin2
解析 飞船绕地球做匀速圆周运动，由于线速度为v
＝
2πr T
，又由几何关系知sin
α 2
＝
R r
，得r＝
解析
物体做竖直上抛运动，根据公式v
2 0
＝2gh知星球
表面的重力加速度为：g＝
v20 2h
。根据万有引力提供向心力
可得：G
Mm d2
＝m
v2 d
，解得v＝
2
2
2GM d
；又G
Mm d2
＝mg，解
2
得：v＝v20 hd，故选D。
2．(2017·山东实验中学一诊)地球赤道上的物体随地球
R α
sin2
，故v＝
2πR α
，故A正确；地球自转一圈时间为T0，飞船绕地球一
Tsin2
圈时间为T，飞船绕一圈会有一次日全食，所以每过时间T
就有一次日全食，得一天内飞船经历“日全食”的次数为
n＝TT0，故B错误；由几何关系知每次在“日全食”过程的
时间内飞船转过α角，所需的时间为
t＝
αT 2π
，故C正确；万
A．该行星的半径 B．该行星的质量 C．该行星的自转周期 D．该行星的同步卫星离行星表面的高度
解析 球形行星对其周围质量为m的物体的万有引力
提供加速度，有
GMm R＋h2
＝ma，所以a1＝
GM R＋h12
，a2＝
GM R＋h22
(完整版)2019高考物理一轮复习天体运动专题检测(带答案)教育.doc
2019 届高考物理一轮复习天体运动专题检测（带答案）人类行为学意义上的天体运动，应当理解为现代人崇尚回归自然、崇尚返朴归真、崇尚人与自然的和睦共融的一种行为。
以下是 2019 届高考物理一轮复习天体运动专题检测，请考生实时练习。
1.(2019 福建高考 ) 如有一颗宜居行星，其质量为地球的 p 倍，半径为地球的 q 倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的()A.1 倍B.3 倍C.7 倍 D5. 倍2.(2019宜春模拟)2019年3月8日清晨，从吉隆坡飞往北京的马航MH370航班腾飞后与地面失掉联系，机上有154 名中国人。
以后，中国紧迫调换了大海、风云、高分、遥感等4 个型号近 10 颗卫星为地面搜救行动供给技术支持。
假定高分一号卫星与同步卫星、月球绕地球运行的轨道都是圆，它们在空间的地点表示图如图 1 所示。
以下相关高分一号的说法正确的选项是()A. 其发射速度可能小于7.9 km/sB.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的大C.绕地球运行的周期比同步卫星的大D.在运行轨道上完整失重，重力加快度为0第 1页对点训练：卫星运行参量的剖析与比较3.(2019浙江高考)长久以来卡戎星(Charon) 被以为是冥王星独一的卫星，它的公转轨道半径r1=19 600 km，公转周期T1=6.39 天。
2019 年 3 月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，此中一颗的公转轨道半径r2=48 000 km，则它的公转周期 T2 最靠近于 ()A.15 天B.25 天C.35 天D.45 天4.(2019赣州模拟)如图2所示，轨道是近地气象卫星轨道，轨道是地球同步卫星轨道，设卫星在轨道和轨道上都绕地心做匀速圆周运动，运行的速度大小分别是v1 和 v2，加快度大小分别是a1 和 a2 则 ()图 2A.v1v2 a1B.v1v2 a1a25.( 多项选择 ) 截止到 2019 年 2 月全世界定位系统GPS已运行了整整 25 年，是现代世界的奇观之一。
北京专用2019版高考物理一轮复习第五章万有引力与航天第1讲万有引力定律与天体运动课件
2
B.4∶1 D.16∶1
2 GMT 4 2 Mm 3 根据万有引力提供向心力有G ,所以 2 r,得r= 2 =m 4 2 T r
r1 T1 3 8 3 =( ) =( ) =4,故B正确。 r2 T2 1
号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。假设“高锟星”为质量分 布均匀的球体,其质量为地球质量的 ,半径为地球半径的 ,则“高锟
1 k
1 q
星”表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的 ( C )
q A. k
k B. q
q2 C. k
k2 D. q
答案 C
g高 GM 根据黄金代换式有g= ,并利用题设条件,可求出 = g地 R2
2 2 M 高 R地 q = ,C项正确。 2 M 地 R高 k
深化拓展
考点一 考点二 考点三 解决天体圆周运动问题的两条思路 重力与万有引力的关系 天体质量、密度的计算考点四双星Fra bibliotek题深化拓展
考点一 解决天体圆周运动问题的两条思路
1.天体运动都可以近似地看成匀速圆周运动,其向心力由万有引力 提供,即F引=F向,一般有以下几种表达形式:
2 重力达到最小值Gmin=F-F'max=G mRω 。 2
Mm R
(2)当物体在两极的极点时,F'=0,F=G,此时重力等于万有引力,重力达到
最大值,此最大值为Gmax=G 。 2
(3)当物体由赤道向两极移动的过程中,向心力减小,重力增大,在两极时 物体所受的万有引力等于重力。 (4)因地球自转角速度很小,故 2 ≫mω2R,则一般认为地面上物体的重 力等于其所受地球的万有引力,即mg= 2 ,忽略地球自转的影响。 二、计算重力加速度
一轮复习精品课件19-第四章 专题五 天体运动中常考的“三个命题点”
同步卫星运动的周期与地球自转周期相 同，T＝24 h，角速度 ω 一定，根据万有 4π2 mM 引力定律 G r2 ＝m T2 r 可知， 通讯卫星的 运行轨道是一定的，离地面的高度也是一 定的。地球对卫星的引力提供了卫星做圆 周运动的向心力，因此同步卫星只能以地 心为圆心做圆周运动，它与赤道同平面且 定点在赤道的正上方，B 正确，C 错误。 不同通讯卫星因轨道半径相同，速度大小 相等，故无相对运动，不会相撞，A 错误。 v2 Mm 由 G r2 ＝man＝m r 知，通讯卫星运行的 线速度、向心加速度大小一定，D 正确。 返回
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命题点三 卫星(航天器)的变轨及对接问题
GMm GMm 解析： 设 a 为航天飞机在轨道Ⅱ上经过 A 点的加速度， 由 ＝ma， R2 ＝mg， 3R2 g 联立可得 a＝9，故 A 错误。由轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ应减速，机械能减小。故 B 3R3 2R3 正确。在轨道Ⅱ上运行时航天飞机机械能守恒，故 C 正确。由 T2 ＝ T2 ，
GM r ，故 v1>v2
由 v＝rω 得 v2>v3
GMm GM 由 r2 ＝ma 得 a＝ r2 ，故 a1>a2 a1>a2>a3
由 a＝rω2 得 a2>a3
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命题点二 近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运行问题
(2016· 四川理综· 3)国务院批复，自 2016 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 440 km，远地点 高度约为 2 060 km；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 35 786 km 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＞a3 C．a3＞a1＞a2 B．a3＞a2＞a1 D．a1＞a2＞a3 )
近年高考物理一轮复习第五章第5讲天体运动与人造卫星练习鲁科版(2021年整理)
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第5讲天体运动与人造卫星[课时作业] 单独成册方便使用［基础题组]一、单项选择题1．牛顿时代的科学家们围绕引力的研究,经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践．在万有引力定律的发现历程中，下列叙述不符合史实的是（) A．开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律B．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律C．卡文迪许首次在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值D．根据天王星的观测资料，哈雷利用万有引力定律计算出了海王星的轨道解析:开普勒研究了第谷的行星观测记录,得出了开普勒行星运动定律，选项A正确；牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，选项B正确；卡文迪许首次在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值，选项C正确；英国人亚当斯和法国人勒维耶根据万有引力推测出“新"行星的轨道和位置,柏林天文台年轻的天文学家伽勒和他的助手根据勒维耶计算出来的“新”行星的位置，发现了海王星，故D错误．答案：D2．若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的( )A.错误!倍B.错误!倍C.错误!倍D。
高三物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第5节 天体运动与人造卫星课件
为第二宇宙速度，第二宇宙速度 v2 与第一宇宙速度 v1
的关系是 v2＝ 2v1。已知某星球半径是地球半径 R 的13，
其表面的重力加速度是地球表面重力加速度 g 的16，不
计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为 ( )
A． gR
B．13 gR
C．16 gR
D． 3gR
解析
3．(多选)(2016·宝鸡质检)在太阳系中有一颗半径为 R 的
[多角练通]
1．(2015·福建高考)如图 4-5-1，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．vv12＝
r2 r1
()
图 4-5-1
B．vv12＝
r1 r2
C．vv12＝rr212
D．vv12＝rr122
(6)同步卫星的运行速度一定小于地球第一宇宙速度。
(√)
(7)若物体的速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，则物
体可绕太阳运行。
(√ )
要点一 宇宙速度的理解与计算
1．第一宇宙速度的推导
方法一：由 GMRm2 ＝mvR12得
v1＝
GRM＝
6.67×10－11×5.98×1024
6 370×103
解析
2．(2015·北京高考)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．地球公转的周期大于火星公转的周期
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
2019版一轮物理教科版课件：第四章 高考题题型专项突破五 天体运动题 精品
第一宇宙速度 v＝2Tπ0R，A 的半径大于 B 的半径，卫星环绕行 星表面运行的周期相同，则 A 的第一宇宙速度大于行星 B 的第 一宇宙速度，故 C 错误；根据 GMr2m＝ma 得：a＝GMr2，当两 行星的卫星轨道半径相同时，A 的质量大于 B 的质量，则行星 A 的卫星向心加速度大于行星 B 的卫星向心加速度，故 D 正确． 答案：D
2．迎考策略：在行星(卫星)运动中，所做匀速圆周运动的向心 力由中心天体对它们的万有引力提供，即：F 万＝Fn，设中心天 体的质量为 M，行星或卫星(即环绕天体)的质量为 m，根据万 有引力定律、牛顿第二定律和向心力公式有：F 万＝Fn＝GMr2m＝ mvr2＝mrω2＝mr·4有引力提供向心力得出：GMr2m＝m4Tπ22r得：M＝ 4Gπ2·Tr32，根据图像可知，A 的Tr32比较 B 的大，所以行星 A 的质 量大于行星 B 的质量，故 A 错误；根据图像可知，在两颗行星
4π2 R3 表面做匀速圆周运动的周期相同，密度 ρ＝MV ＝43πMR3＝ 43GπR·T320＝ G3Tπ02，所以行星 A 的密度等于行星 B 的密度，故 B 错误；
解析：设卫星的质量为 m、轨道半径为 r、地球的质量为 M， 根据万有引力提供向心力，得：GMr2m＝mvr2可得：v＝ GrM可 知，卫星的轨道半径越大，线速度越小，故 A 正确；万有引力： F＝GMr2m，由于两颗人造地球卫星的质量关系未知，所以不能 判断万有引力的大小，故 B 错误；由几何关系可知，当两颗卫 星转动角度相差 nπ 时，A、B 和地球共线，即TTA－TTB＝n2，(n ＝1,2,3，...)即 T＝2nTTB－ATTBA，所以 T 可能小于 TA，且一定大 于T2A，故 C、D 正确．答案：ACD
GMRm2 ＝mg，解得 v＝ gR，由于地球半径和地球表面的重力加 速度均大于月球，所以探测器在近月轨道上运行的线速度要小 于人造卫星在近地轨道上运行的线速度，选项 D 正确． 答案：BD