2020版高考物理一轮复习 分层规范快练14 天体运动中常考易错的“三个难点” 新人教版.
2020版高考物理一轮复习分层规范快练11抛体运动新人教版.doc
分层规范快练(十一)抛体运动[双基过关练]1．[人教版必修2P10做一做改编](多选)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验．小锤打击弹性金属片，A 球水平抛出，同时B球被松开，自由下落，关于该实验，下列说法中正确的有()A．两球的质量应相等B．两球应同时落地C．应改变装置的高度，多次实验D．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动解析：根据合运动与分运动的等时性和独立性特点可知，两球应同时落地，为减小实验误差，应改变装置的高度，多次做实验，选项B、C正确；平抛运动的实验与小球的质量无关，选项A错误；此实验只能说明A球在竖直方向做自由落体运动，选项D错误．答案：BC2．[2019·辽阳一模]某人站在地面上斜向上抛出一小球，球离手时的速度为v0，落地时的速度为v1.忽略空气阻力，下列图中能正确描述速度变化过程的是()解析：小球做斜抛运动的加速度不变，竖直向下，可知速度的变化量的方向竖直向下，由矢量三角形知，速度的变化方向应沿竖直方向．故C正确，A、B、D错误．答案：C3．[2016·海南单科，1]在地面上方某一点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动中()A．速度和加速度的方向都在不断变化B．速度与加速度方向之间的夹角一直减小C．在相等的时间间隔内，速率的改变量相等D．在相等的时间间隔内，动能的改变量相等解析：由于物体做平抛运动，故物体只受重力作用，加速度不变，速度的大小和方向时刻在变化，故选项A错误；设某时刻速度与竖直方向夹角为θ，则tanθ＝＝，故随着时间t的变大，tanθ变小，θ变小，选项B正确；根据加速度定义式a＝＝g，则Δv＝gΔt，即在相等的时间间隔内，速度的改变量相等，故选项C错误；根据动能定理，在相等的时间间隔内，动能的改变量等于重力的功，即W G＝mgh，而平抛运动在相等时间内竖直方向上的位移不相等，故选项D错误．答案：B4．如图所示，A、B两个位置上安装有两个平抛弹射器，弹射器先后向右水平弹射小球a、b，两个球恰好以相同的速度方向落在水平地面的同一C点上(C点没有画出)．已知A、B两点到地面的高度之比为a、b两个小球的初速度之比为()A．：2B．：4C．8：27 D．不能确定解析：由平抛规律，h＝gt2，v y＝gt，tanθ＝＝，所以v0＝，即a、b两小球的初速度之比为：2，故选项A正确．答案：A5．[2019·芜湖质检]将一小球以水平速度v0＝10 m/s从O点向右抛出，经1.73 s小球恰好垂直落到斜面上的A点，不计空气阻力，g＝10 m/s2，B点是小球做自由落体运动在斜面上的落点，如图所示，以下判断正确的是() A．斜面的倾角是60°B．小球的抛出点距斜面的竖直高度约是15 mC．若将小球以水平速度v′0＝5 m/s向右抛出，它一定落在AB的中点P 的上方D．若将小球以水平速度v′0＝5 m/s向右抛出，它一定落在AB的中点P 处解析：设斜面倾角为θ，对小球在A点的速度进行分解有tanθ＝，解得θ≈30°，A项错误；小球距过A点水平面的距离为h＝gt2≈15 m，所以小球的抛出点距斜面的竖直高度一定大于15 m，B项错误；若小球的初速度为v′0＝5 m/s，过A点作水平面，小球落到水平面的水平位移是小球以初速度v0＝10 m/s 抛出时的一半，延长小球运动的轨迹线，得到小球应该落在P、A之间，C项正确，D项错误．答案：C6.(多选)2017年4月27日～30日中国高尔夫公开赛于雁栖湖高尔夫俱乐部举行，李昊桐在决赛轮交出70杆，最终获得并列第11名，位居中国球手之冠．假如其从高为20 m的高处以某一初速度将高尔夫球水平击出，高尔夫球在空中沿水平方向运动40 m后，恰好落到球洞里．不计空气阻力的作用，重力加速度g取10 m/s2.则高尔夫球()A．在空中运动的时间是4 sB．被击出时的水平速度大小是20 m/sC．落入球洞前瞬间竖直方向的速度大小是15 m/sD．落入球洞前瞬间的速度大小是20 m/s解析：由h＝gt2得，t＝＝2 s，故选项A错误．由v0＝得，v0＝m/s＝20 m/s，故选项B正确．v y＝gt＝20 m/s，故选项C错误．v＝＝20 m/s，故选项D正确．答案：BD[技能提升练]7．[2019·洛阳联考](多选)2013年9月9日，WTA官网公布最新一期网球女单选手世界排名，我国女选手李娜位居第5位．如图所示，李娜在边界A处正上方B点将球水平向右击出，球恰好过网C落在D处，已知AB高h1＝1.8 m，x＝18.3 m，CD＝9.15 m，网高为h2，不计空气阻力，则()A．球网上边缘的高度h2＝1 mB．若保持击球位置、高度和击球方向不变，球刚被击出时的速率为60 m/s，球一定能落在对方界内C．任意增加击球高度，只要击球初速度合适，球一定能落在对方界内D．任意降低击球高度(仍高于h2)，只要击球初速度合适，球一定能落在对方界内解析：由h1－h2＝gt2，x＝vt，h1＝gt，x＋x/2＝vt1，联立解得：球网上边缘的高度h2＝1 m，t1＝0.6 s，A项正确．若保持击球位置、高度和击球方向不变，球刚被击出时的速率为60 m/s，球水平位移x＝60×0.6 m＝36 m，小于2x，所以球一定能落在对方界内，B项正确．任意增加击球高度，只要击球初速度合适，球一定能落在对方界内，C项正确．任意降低击球高度(仍高于h2)，球可能不能过网，球不能落在对方界内，D项错误．答案：ABC8．如图为湖边一倾角为30°的大坝的横截面示意图，水与大坝的交点为O.一人站在A点处以速度v0沿水平方向扔小石子，已知AO＝40 m，g取10 m/s2.下列说法正确的是()A．若v0＝18 m/s，则石块可以落入水中B．若石块能落入水中，则v0越大，落水时速度方向与水平面的夹角越大C．若石块不能落入水中，则v0越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大D．若石块不能落入水中，则v0越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越小解析：若石块恰能落到O点，则x cos30°＝v0t，x sin30°＝gt2，解得t＝2 s，v0＝17.32 m/s，所以若v0＝18 m/s，则石块可以落入水中；因为石块落水的时间均为2 s，落到水中的竖直速度均为10 m/s，所以若石块能落入水中，则v0越大，落水时速度方向与水平面的夹角越小；根据平抛运动的规律，若石块不能落入水中，则落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角α满足tanα＝2tan30°＝，即α为定值，而落到斜面上时速度方向与斜面的夹角等于α－30°，也为定值．选项A正确．答案：A。
通用版2020版高考物理大一轮复习 考点规范练3 运动图像 追及与相遇问题 新人教版
考点规范练3运动图像追及与相遇问题一、单项选择题1.A、B两个物体在同素来线上运动,速度图像以下列图,以下说法正确的选项是()A.A、B运动方向相反B.0~4 s内,A、B的位移相同C.t=4 s时,A、B的速度相同D.A的加速度比B的加速度大,速度均为正当,说明A、B都沿正方向运动,它们的运动方向相同,故A 错误;依照图像与坐标轴围成的面积表示位移,可知0~4s内B的位移大于A的位移,故B错误;在t=4s时,A的速度等于B的速度,故C正确;图像斜率表示物体的加速度,A、B 的斜率大小相等,即两者加速度大小相等,故D错误。
2.某一质点运动的位移—时间图像以下列图,则以下说法正确的选项是()A.质点必然做直线运动B.质点可能做曲线运动C.t=20 s时辰质点走开出发点最远D.在t=10 s时辰质点速度最大,因此只能描述直线运动,故A正确,B错误;依照位移等于坐标的变化量解析可知,在10s时质点离出发点最远为4m,而在20s时离出发点的距离只有1m,故C错误;图像的斜率表示速度大小,在t=10s速度为零,故D错误。
3.甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动,它们的v-t图像以下列图。
两图像在t=t1时订交于P点,P在横轴上的投影为Q,△OPQ的面积为S。
在t=0时辰,乙车在甲车前面,相距为d。
已知此后两车相遇两次,在t=t'时第一次相遇,在t=t″时第二次相遇。
则下面四组t',d和t″的组合可能的是()A.t'=t1,d=S,t″=2t1B.t'=t1,d=S,t″=t1C.t'=t1,d=S,t″=t1D.t'=t1,d=S,t″=t1t'=t1,d=S,即t1时间两车第一次相遇,由于此后乙车的速度大于甲车的速度,因此两者不可以能再相遇,故A错误。
若t'=t1,依照“面积”表示位移,可知d=S-S=S,则第二次相遇时辰为t″=t1,故B错误。
2020高考备考物理重难点《天体运动与人造航天器》(附答案解析版)
重难点05 天体运动与人造航天器【知识梳理】考点一 天体质量和密度的计算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ma r mv r T m r m rMm G ====2222)2(πω（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2R MmG mg =（g 表示天体表面的重力加速度）．（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：2R Mm Gmg =，所以2R MG g = 在离地面高为h 的轨道处重力加速度：2)(h R Mm G g m +='，得2)(h R MG g +=' 2．天体质量和密度的计算（1）利用天体表面的重力加速度g 和天体半径R .由于2R Mm G mg =，故天体质量GgR M 2=天体密度：GRgV M πρ43==（2）通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T 和轨道半径r .①由万有引力等于向心力，即r T m rMm G 22)2(π=，得出中心天体质量2324GT r M π=；②若已知天体半径R ，则天体的平均密度3233RGT r V M πρ== ③若天体的卫星在天体表面附近环绕天体运动，可认为其轨道半径r 等于天体半径R ，则天体密度23GTV M πρ==.可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T ，就可估算出中心天体的密度． 【重点归纳】 1.黄金代换公式（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g 时，常运用GM ＝gR 2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很大，此式通常称为黄金代换公式． 2. 估算天体问题应注意三点（1）天体质量估算中常有隐含条件，如地球的自转周期为24 h ，公转周期为365天等． （2）注意黄金代换式GM ＝gR 2的应用． （3）注意密度公式23GTπρ=的理解和应用． 考点二 卫星运行参量的比较与运算 1．卫星的动力学规律由万有引力提供向心力，ma r mv r T m r m rMm G ====2222)2(πω2．卫星的各物理量随轨道半径变化的规律r GM v =；3r GM =ω；GMr T 32π=；2r GM a = （1）卫星的a 、v 、ω、T 是相互联系的，如果一个量发生变化，其它量也随之发生变化；这些量与卫星的质量无关，它们由轨道半径和中心天体的质量共同决定．（2）卫星的能量与轨道半径的关系：同一颗卫星，轨道半径越大，动能越小，势能越大，机械能越大．3．极地卫星和近地卫星（1）极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖． （2）近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为7.9 km/s. （3）两种卫星的轨道平面一定通过地球的球心． 【重点归纳】1．利用万有引力定律解决卫星运动的一般思路 （1）一个模型天体（包括卫星）的运动可简化为质点的匀速圆周运动模型． （2）两组公式卫星运动的向心力来源于万有引力：ma r mv r T m r m rMm G ====2222)2(πω在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即：2R MmGmg = （g 为星体表面处的重2．卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⇒⇒⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫====减小增大减小减小增大时当半径a T v r r GM a GM r T r GM r GM v ωπω2332 考点三 宇宙速度 卫星变轨问题的分析1．第一宇宙速度v 1＝7.9 km/s ，既是发射卫星的最小发射速度，也是卫星绕地球运行的最大环绕速度．2．第一宇宙速度的两种求法：（1）r mv r Mm G 212=，所以r GMv =1 （2）rmv mg 21=，所以gR v =1.3．第二、第三宇宙速度也都是指发射速度．4.当卫星由于某种原因速度突然改变时（开启或关闭发动机或空气阻力作用），万有引力不再等于向心力，卫星将变轨运行：（1）当卫星的速度突然增加时，r mv rMm G 22<，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rGMv =可知其运行速度比原轨道时减小．（2）当卫星的速度突然减小时，r mv rMm G 22>，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rGMv =可知其运行速度比原轨道时增大．卫星的发射和回收就是利用这一原理．1.处理卫星变轨问题的思路和方法（1）要增大卫星的轨道半径，必须加速；（2）当轨道半径增大时，卫星的机械能随之增大．2.卫星变轨问题的判断：（1）卫星的速度变大时，做离心运动，重新稳定时，轨道半径变大．（2）卫星的速度变小时，做近心运动，重新稳定时，轨道半径变小．（3）圆轨道与椭圆轨道相切时，切点处外面的轨道上的速度大，向心加速度相同.3.特别提醒:“三个不同”（1）两种周期——自转周期和公转周期的不同（2）两种速度——环绕速度与发射速度的不同，最大环绕速度等于最小发射速度（3）两个半径——天体半径R和卫星轨道半径r的不同【限时检测】（建议用时：30分钟）1．（2019·新课标全国Ⅰ卷）在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。
2024高考物理一轮复习--天体运动专题--卫星运行参量的分析、近地、同步卫星与赤道上物体的比较
卫星运行参量的分析、近地、同步卫星与赤道上物体的比较一、卫星运行参量与轨道半径的关系1．天体(卫星)运行问题分析将天体或卫星的运动看成匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供． 2．物理量随轨道半径变化的规律G Mmr 2＝ ⎩⎪⎨⎪⎧ma →a ＝GM r 2→a ∝1r2m v 2r →v ＝GM r →v ∝1r mω2r →ω＝GM r 3→ω∝1r3m 4π2T 2r →T ＝4π2r3GM→T ∝r 3即r 越大，v 、ω、a 越小，T 越大．(越高越慢)3．公式中r 指轨道半径，是卫星到中心天体球心的距离，R 通常指中心天体的半径，有r ＝R ＋h .4．同一中心天体，各行星v 、ω、a 、T 等物理量只与r 有关；不同中心天体，各行星v 、ω、a 、T 等物理量与中心天体质量M 和r 有关．5．所有轨道平面一定通过地球的球心。
如右上图6．同步卫星的六个“一定”二、宇宙速度1．第一宇宙速度的推导 方法一：由G Mm R 2＝m v 12R，得v 1＝GMR ＝ 6.67×10－11×5.98×10246.4×106m/s≈7.9×103 m/s.方法二：由mg ＝m v 12R得v 1＝gR ＝9.8×6.4×106 m/s≈7.9×103 m/s.第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度，也是人造卫星的最大环绕速度，此时它的运行周期最短，T min ＝2πRg＝2π 6.4×1069.8s≈5 075 s≈85 min. 2．宇宙速度与运动轨迹的关系(1)v 发＝7.9 km/s 时，卫星绕地球表面做匀速圆周运动． (2)7.9 km/s<v 发<11.2 km/s ，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆． (3)11.2 km/s≤v 发＜16.7 km/s ，卫星绕太阳运动的轨迹为椭圆．(4)v 发≥16.7 km/s ，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间．三、近地卫星、同步卫星及赤道上物体的运行问题1.如图所示，a 为近地卫星，半径为r 1；b 为地球同步卫星，半径为r 2；c 为赤道上随地球自转的物体，半径为r 3。
2020届高考物理一轮复习人教版天体运动的热点问题PPT课件(117张)
(4)赤道上的物体随地球自转而做匀速圆周运动，由万有引力和地面支持 力的合力充当向心力(或者说由万有引力的分力充当向心力)，它的运动规律 不同于卫星，但它的周期、角速度和绕行方向与同步卫星相同。
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．地球的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
qpv 地，C 正确。
解析
2．我国“玉兔号”月球车被顺利送抵月球表面，并发回大量图片和信 息。若该月球车在地球表面的重力为 G1，在月球表面的重力为 G2。已知地 球半径为 R1，月球半径为 R2，地球表面处的重力加速度为 g1，月球表面处 的重力加速度为 g2，则( )
A．“玉兔号”月球车在地球表面与月球表面质量之比为GG12 B．地球的质量与月球的质量之比为GG12RR2212
A．“嫦娥三号”在距离月面高度为 100 km 的圆轨道Ⅰ上运动时速度 大小可能变化
B．“嫦娥三号”在距离月面高度 100 km 的圆轨道Ⅰ上运动的周期一 定大于在椭圆轨道Ⅱ上运动的周期
C．“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过 Q 点时的加速度一定大于经 过 P 点时的加速度
D．“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过 Q 点时的速率可能小于经过 P 点时的速率
答案 BC
答案
方法感悟 (1)一般变轨位置，不是在近地点，就是在远地点。 (2)卫星发射与回收过程，可以看成可逆过程去理解。
(3)速度：变轨前后，航天器在不同轨道上的速度大小，或根据离心运动 的条件判断，或根据近心运动的条件判断，或根据开普勒第二定律判断(同一 椭圆轨道上不同位置的＝2Tπ分析得，同步卫星的周期变大，角速度变小，D 项错误。
2020届高三物理一轮复习(知识点归纳与总结)：人造天体(卫星)的运动
散第 2 课 专题：人造天体(卫星)的运动
万有引力及应用：与牛二及运动学公式
1 思路(基本方法)：卫星或天体的运动看成匀速圆周运动, F 心=F 万 (类似原子模型)
Mm
v2
2 方法：F 引=G
r2
= F 心= ma 心= m
R
m
2
R=
m
4 2 T2
R m4 2 n2 R
Mm
地面附近：G
= mg
此时速度与万有引力垂直（通过地面控制可以实现）如图所示，则 F G Mm ，若卫星以 v
万
r2
绕地球做圆周运动，则所需要的向心力为：F 向＝ m v2 r
① 当 F 万=F 向时，卫星将做圆周运动．若此时刚好是离地面最近的轨道，则可求出此时的
发射速度
v＝7.9 km/s.
②当 F 万＜F 向时，卫星将做离心运动，做椭圆运动，远离地球时引力做负功，卫星动能转 化为引力势能．（神州五号即属于此种情况）
rh 通讯卫星可以实现全球的电视转播，从图可知，如果能发射三颗相对地面静止的卫星
（即同步卫星）并相互联网，即可覆盖全球的每个角落。由于通讯卫星都必须位于赤道上空 36.× 107m 处，各卫星之间又不能相距太近，所以，通讯卫星的总数是有限的。设想在赤道所在 平面内，以地球中心为圆心隔 50 放置一颗通讯卫星，全球通讯卫星的总数应为 72 个。
③当 F 万＞F 向时，卫星在引力作用下，向地心做椭圆运动，若此时发生在最近轨道，则 v＜79. km/s， 卫星将坠人大气层烧毁。
因此：星箭分离时的速度是决定卫星运行轨道的主要条件．
2.人造卫星如何变轨
卫星从椭圆轨道变到圆轨道或从圆轨道变到椭圆轨道是卫星技术的一个重要方面，卫
人教版2020高考物理一轮总复习课时冲关十六链接高考5天体运动中的“四大难点”突破含解析新人教版
天体运动中的“四大难点”突破[A 级－基础练]1．(2019·河北石家庄质检)如图所示，a 、b 、c 、d 为四颗地球卫星，a 静止在地球赤道表面还未发射，b 是近地轨道卫星，c 是地球同步卫星，d 是高空探测卫星．若b 、c 、d 的运动均可看做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )A ．a 的向心加速度小于a 所在处的重力加速度B ．在相同时间内b 、c 、d 转过的弧长相等C ．c 在4小时内转过的圆心角为π6D ．d 的运动周期可能为20小时解析：A [由G ＝mω2R ，得ω＝，弧长s ＝2πR ＝θR ＝Rωt ＝t ，因Mm R 2GM R 3θ2πGM R R b ＜R c ＜R d ，则在相同时间内s b ＞s c ＞s d ，则B 项错误．根据＝，得t T θ2πθ＝×2π＝，则C 项错误．由G ＝m 2R ，得T ＝2π，因为R d ＞R c ，则424π3Mm R 2(2πT )R 3GM T d ＞T c ，又T c ＝24 h ，则d 的运动周期大于24 h ，D 项错误．]2.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a 1，“东方红二号”的加速度为a 2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a 3，则a 1、a 2、a 3的大小关系为( )A ．a 2＞a 1＞a 3 B ．a 3＞a 2＞a 1C ．a 3＞a 1＞a 2D ．a 1＞a 2＞a 3解析：D [运行在赤道上空35 786 km 的地球同步轨道上的“东方红二号”和固定在地球赤道上的物体随地球自转的角速度相同，“东方红二号”的轨道半径大于在地球赤道上的物体随地球自转的轨道半径，根据a ＝rω2，可知a 2＞a 3.对“东方红一号”和“东方红二号”两颗卫星，由G ＝ma ，可知a 1＞a 2，选项D 正确．]Mmr 23.(2019·德州模拟)(多选)2017年11月15日，我国在太原卫星发射中心成功发射“风云三号D”卫星．我国将成为世界上在轨气象卫星数量最多、种类最全的国家．如图所示为一绕地球运行的人造地球卫星，卫星近地点P 近似认为贴近地球表面，远地点Q 距地面的高度为h ，已知地球半径为R ，地球表面重力加速度为g ，则下列关于卫星的说法，正确的是( )A ．该卫星的运动周期为2π (R ＋h 2)3gR 2B ．该卫星在P 点的速度等于第一宇宙速度C ．该卫星在P 点的速度大于第一宇宙速度D ．该卫星在P 点的加速度大于地球表面的重力加速度g解析：AC [近地卫星的周期为T 0，由mg ＝m R ，得T 0＝2π ，图示卫星的周期4π2T 20R g 为T ，半长轴为r ＝，由开普勒第三定律得＝，解得T ＝2π ，A 项对；(R ＋h 2)T 2r 3T 20R 3(R ＋h 2)3gR 2因卫星的轨道为椭圆，故卫星在近地点P 的速度大于第一宇宙速度，B 错，C 项对；由万有引力定律和牛顿第二定律知卫星在P点的加速度等于地球表面的重力加速度，D 项错．]4.2018年12月8日2时23分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，为我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站奠定基础．如图所示，关闭发动机的航天飞机A 在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆的近月点B 处与空间站对接．已知空间站绕月轨道半径为r ，周期为T ，引力常量为G ，月球的半径为R .下列判断正确的是( )A ．航天飞机到达B 处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须加速B ．图中的航天飞机正在减速飞向B 处C ．月球的质量M ＝4π2r 3GT 2D ．月球的第一宇宙速度v ＝2πr T解析：C [航天飞机到达B 处时速度比较大，如果不减速，此时万有引力不足以提供向心力，这时航天飞机将做离心运动，故A 错误；因为航天飞机越接近月球，受到的万有引力越大，加速度越大，所以正在加速飞向B 处，B 错误；由万有引力提供空间站做圆周运动的向心力，则G ＝m ，整理得M ＝，故C 正确；速度v ＝是空间站在Mm r 24π2r T 24π2r 3GT 22πr T 轨道r 上的线速度，而不是围绕月球表面运动的第一宇宙速度，故D 错误．]5．(多选)某赤道平面内的卫星自西向东飞行绕地球做圆周运动，该卫星离地高度为h ，低于同步卫星高度，赤道上某人通过观测，前后两次出现在人的正上方最小时间间隔为t ，已知地球的自转周期为T 0，地球的质量为M ，引力常量为G ，由此可知( )A ．地球的半径为3GM t －T 0 24π2B ．地球的半径为－h3GMt 2T 204π2 t ＋T 0 2C ．该卫星的运行周期为t －T 0D ．该卫星运行周期为tT 0t ＋T 0解析：BD [根据赤道平面内的卫星绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力，则有G ＝m ′，解得R ＝－h ，设卫星的周期为T ，则有－＝1，Mm ′ R ＋h 24π2 R ＋h T 23GMT 24π2t T t T 0解得T ＝，因此R ＝－h ，故选项B 、D 正确，A 、C 错误．]tT 0t ＋T 03GMt 2T 204π2 t ＋T 0 26.(多选)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1和2相切于Q 点，轨道2和3相切于P 点，设卫星在轨道1和轨道3正常运行的速度和加速度分别为v 1、v 3和a 1、a 3，在轨道2经过P 点时的速度和加速度为v 2和a 2，且当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时周期分别为T 1、T 2、T 3，以下说法正确的是( )A ．v 1＞v 2＞v 3B ．v 1＞v 3＞v 2C ．a 1＞a 2＞a 3D ．T 1＜T 2＜T 3解析：BD [卫星在轨道1运行速度大于卫星在轨道3运行速度，在轨道2经过P 点时的速度v 2小于v 3，选项A 错误，B 正确．卫星在轨道1和轨道3正常运行时加速度a 1＞a 3，在轨道2经过P 点时的加速度a 2＝a 3，选项C 错误．根据开普勒第三定律，卫星在轨道1、2、3上正常运行时周期T 1＜T 2＜T 3，选项D 正确．]7．(2017·全国卷Ⅲ)2017年4月，我国成功发射的“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿“天宫二号”原来的轨道(可视为圆轨道)运行．与“天宫二号”单独运行时相比，组合体运行的( )A ．周期变大B ．速率变大C ．动能变大D ．向心加速度变大解析：C [根据万有引力提供向心力有＝m 2r ＝m ＝ma ，可得周期T ＝2π GMm r 2(2πT )v 2r ，速率v ＝，向心加速度a ＝，对接前后，轨道半径不变，则周期、速率、向心加r 3GM GM r GMr 2速度均不变，质量变大，则动能变大，选项C 正确，选项A 、B 、D 错误．]8.我国发射的“天宫二号”空间实验室与之后发射的“神舟十一号”飞船成功对接．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解析：C [若使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速，则由于所需向心力变大，F 供＜F 需，飞船将脱离原轨道，不能实现对接，A 错误；若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，则由于需要的向心力变小，F 供＞F 需，空间实验室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，可使飞船在比空间实验室半径较小的轨道上加速，F 供＜F 需，然后飞船将进入较高的空间实验室轨道，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；若飞船在比空间实验室半径较小的轨道上减速，F 供＞F 需，则飞船将进入更低的轨道，从而不能实现对接，选项D 错误．][B 级—能力练]9．“太空涂鸦”技术的基本物理模型是：原来在较低圆轨道运行的攻击卫星在从后方接近在较高圆轨道上运行的侦察卫星时，准确计算轨道并向其发射“漆雾”弹，“漆雾”弹在临近侦察卫星时，压爆弹囊，让“漆雾”散开并喷向侦察卫星，喷散后强力吸附在侦察卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上，使之暂时失效．下列说法正确的是( )A ．攻击卫星在原轨道上运行的线速度大于7.9 km/sB ．攻击卫星在原轨道上运行的线速度比侦察卫星的线速度小C ．攻击卫星完成“太空涂鸦”后应减速才能返回低轨道上D ．若攻击卫星周期已知，结合万有引力常量就可计算出地球质量解析：C [根据万有引力提供向心力＝得v ＝，运行半径越大，运行速度越GMm R 2mv 2R GM R 小，攻击卫星的轨道半径大于地球半径而小于侦察卫星的轨道半径，7.9 km/s 是航天器沿地球表面做圆周运动时具备的速度，即环绕速度，所以攻击卫星在原轨道上运行的线速度小于7.9 km/s ，大于侦察卫星的线速度，故A 、B 项错误．攻击卫星从高轨道返回到低轨道，做向心运动，需要先减小速度使得万有引力大于攻击卫星所需向心力，故C 项正确．由v ＝及T ＝得M ＝，攻击卫星的轨道半径r 未知，所以无法计算地球GM r 2πr v 4π2r 3GT 2质量，故D 项错误．]10．a 是地球赤道上一幢建筑，b 是在赤道平面内做匀速圆周运动、距地面9.6×106 m 的卫星，c 是地球同步卫星，某一时刻b 、c 刚好位于a 的正上方(如图所示)，经48 h ，a 、b 、c 的大致位置是下列选项中的(取地球半径R ＝6.4×106 m ，地球表面重力加速度g ＝10 m/s 2，π＝)( )10解析：B [由于a 物体和同步卫星c 的周期都为24 h ，所以48 h 后两物体又回到原位置，故A 项错误；b 是在赤道平面内做匀速圆周运动、距地面9.6×106 m 的卫星，根据万有引力提供向心力，得G ＝m r ①Mm r 24π2T 2忽略地球自转，地面上物体的万有引力近似等于重力，有G ＝mg ②MmR 2由①②式，解得b 卫星运行的周期T ＝2×104 s ，然后再算b 卫星在48小时内运行的圈数n ＝48 h/T ，代入数据得n ＝8.64圈，故选B 项．]11.(2019·安徽A10联盟联考)2018年1月12日，我国成功发射北斗三号组网卫星．如图为发射卫星的示意图，先将卫星发射到半径为r 的圆轨道上做圆周运动，到A 点时使卫星加速进入椭圆轨道，到椭圆轨道的远地点B 点时，再次改变卫星的速度，使卫星进入半径为2r 的圆轨道．已知卫星在椭圆轨道时距地球的距离与速度的乘积为定值，卫星在椭圆轨道上A 点时的速度为v ，卫星的质量为m ，地球的质量为M ，引力常量为G ，则发动机在A 点对卫星做的功与在B 点对卫星做的功之差为(忽略卫星的质量变化)( )A.mv 2－343GMm4rB.mv 2－583GMm4rC.mv 2＋343GMm4rD.mv 2＋583GMm4r解析：B [由G ＝m 可知，卫星在轨道半径为r 的圆轨道上运动的线速度大小Mm R 2v 2R v 1＝，在半径为2r 的圆轨道上运动的线速度大小v 2＝，设卫星在椭圆轨道上B 点的GM r GM2r 速度为v B ，已知卫星在椭圆轨道时距地球的距离与速度的乘积为定值，则有vr ＝v B ·2r ，得卫星在椭圆轨道上B 点时的速度v B ＝，可知在A 点时发动机对卫星做的功v2W 1＝mv 2－mv ，在B 点时发动机对卫星做的功W 2＝mv －m 2，可得W 1－W 2＝mv 2－12122112212(v 2)58，B 正确．]3GMm4r 12.(2019·南昌一中检测)(多选)我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统，在抗震救灾中发挥了巨大作用．北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能．“北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心O 做匀速圆周运动，轨道半径为r ，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A 、B 两位置(如图所示)．若卫星均按顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g ，地球半径为R .不计卫星间的相互作用力．则以下判断中正确的是( )A ．这两颗卫星的加速度大小相等，均为R 2gr 2B ．卫星1向后喷气就一定能追上卫星2C ．卫星1由位置A 运动到位置B 所需的时间为 πr 3R r gD ．卫星1中质量为m 的物体的动能为mgr12解析：AC [由＝ma 、＝m 0g ，得a ＝，A 正确；卫星1向后喷气时速度增大，所GMm r 2GMm 0R 2gR 2r 2需的向心力增大，万有引力不足以提供其所需的向心力而做离心运动，与卫星2不再处于同一轨道上了，B 错误；由t ＝T ＝T 、＝mr 2、＝m 0g 可得t ＝ θ360°16GMm r 2(2πT )GMm 0R 2πr3R ，C 正确；由＝m 、＝m 0g 、E k ＝mv 2可得E k ＝，D 错误．]r g GMm r 2v 2r GMm 0R 212mgR 22r。
2020高考物理一轮复习 专题04 曲线运动与万有引力定律-2020年高考考前再回首易错题(解析版)
考前再回首易错题之曲线运动与万有引力定律易错题清单易错点1：找不准合运动、分运动，造成速度分解的错误易错分析：相互牵连的两物体的速度往往不相等，一般需根据速度分解确定两物体速度关系.在分解速度时，要注意两点：①只有物体的实际运动才是合运动，如物体A向右运动，所以物体A向右的速度是合速度，也就是说供分解的合运动一定是物体的实际运动；②两物体沿沿绳或杆方向的速度（或分速度）相等。
【典例1】质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑轻质定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动。
当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角θ2时(如图)，下列判断正确的是()A．P的速率为v B．P的速率为vcos θ2C．绳的拉力等于mgsin θ1 D．绳的拉力小于mgsin θ1【答案】B【解析】将小车速度沿绳子方向和垂直绳子方向分解为v1、v2，P的速率v1＝vcos θ2，A错误，B正确；小车向右做匀速直线运动，θ2减小，P 的速率增大，绳的拉力大于mgsin θ1，C、D错误。
易错点2：不能建立匀速圆周运动的模型易错分析：圆周运动分析是牛顿第二定律的进一步延伸，在分析时也要做好两个分析：①分析受力情况，选择指向圆心方向为正方向，在指向圆心方向上求合外力；②分析运动情况，看物体做哪种性质的圆周运动（匀速圆周运动还是变速圆周运动？），确定圆心和半径.③将牛顿第二定律和向心力公式相结合列方程求解。
【典例2】[多选](2019·上饶模拟)如图所示，在竖直平面内固定一个由四分之一光滑圆弧管和光滑直管组成的细管道，两个小球A、B分别位于圆弧管的底端和顶端，两球之间用细线相连。
现将一水平力F作用在B球上，使B球沿直管做匀速直线运动，A、B球均可视为质点，则A球从底端运动到顶端过程中()A．水平力F逐渐变大B．细线对A球的拉力逐渐减小C．A球的加速度不变D．管道对A球的作用力可能先减小后增大【答案】BD【解析】以小球A为研究对象，则小球A受到重力、细线的拉力以及圆管的支持力，在任意点设小球与圆心的连线与水平方向之间的夹角为θ，则细线的拉力始终等于重力沿管道的切线方向的分力，即：T＝mgcos θ，可知小球A向上运动的过程中，随θ的增大，细线的拉力逐渐减小。
高考物理天体运动知识点梳理
高考物理天体运动知识点梳理1.开普勒第三定律：T2/R3=K(=42/GM){R：轨道半径，T：周期，K：常量(与行星质量无关，取决于中心天体的质量)｝2.万有引力定律：F=Gm1m2/r2 (G=6.6710-11Nm2/kg2，方向在它们的连线上)3.天体上的重力和重力加速度：GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R：天体半径(m)，M：天体质量(kg)｝4.卫星绕行速度、角速度、周期：V=(GM/r)1/2;=(GM/r3)1/2;T=2(r3/GM)1/2{M：中心天体质量｝5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s6.地球同步卫星GMm/(r地+h)2=m42(r地+h)/T2{h36000km，h：距地球表面的高度，r地：地球的半径｝摩擦力1、定义：当一个物体在另一个物体的表面上相对运动(或有相对运动的趋势)时，受到的阻碍相对运动(或阻碍相对运动趋势)的力，叫摩擦力，可分为静摩擦力和滑动摩擦力。
2、产生条件：①接触面粗糙;②相互接触的物体间有弹力;③接触面间有相对运动(或相对运动趋势)。
说明：三个条件缺一不可，特别要注意相对的理解。
3、摩擦力的方向：①静摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动趋势方向相反。
②滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，并与相对运动方向相反。
说明：(1)与相对运动方向相反不能等同于与运动方向相反。
滑动摩擦力方向可能与运动方向相同，可能与运动方向相反，可能与运动方向成一夹角。
(2)滑动摩擦力可能起动力作用，也可能起阻力作用。
4、摩擦力的大小：(1)静摩擦力的大小：①与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0ffm 但跟接触面相互挤压力FN无直接关系。
具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。
②最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，在中学阶段讨论问题时，如无特殊说明，可认为它们数值相等。
高中物理天体运动热点难点重点卫星变轨问题深度解析(包教会)
卫星变轨问题引例：飞船发射及运行过程：先由运载火箭将飞船送入椭圆轨道，然后在椭圆轨道的远地点A 实施变轨，进入预定圆轨道，如图所示，飞船变轨前后速度分别为v1、v2，变轨前后的运行周期分别为T1、T2，飞船变轨前后通过A 点时的加速度分别为a1、a2，则下列说法正确的是 A ．T1＜T2，v1＜v2，a1＜a2 B ．T1＜T2，v1＜v2，a1＝a2C ．T1＞T2，v1＞v2，a1＜a2D ．T1＞T2，v1＝v2，a1＝a2解答：首先，同样是A 点，到地心的距离相等，万有引力相等，由万有引力提供的向心力也相等，向心加速度相等。
如果对开普勒定律比较熟悉，从T 的角度分析：由开普勒定律知道，同样的中心体，k=a^3/T^2为一常数。
从图中很容易知道，圆轨道的半径R 大于椭圆轨道的半长轴a ，这样可得圆轨道上运行的周期T2大于椭圆轨道的周期T1。
如果对离心运动规律比较熟悉，从v 的角度分析：1、当合力[引力]不足以提供向心力（速度比维持圆轨道运动所需的速度大）时，物体偏离圆轨道向外运动，这一点可以说明椭圆轨道近地点天体的运动趋向。
2、当合力[引力]超过运动向心力（速度比维持圆轨道运动所需的速度小）时，物体偏离圆轨道向内运动，这一点可以说明椭圆轨道远地点天体的运动趋向。
对椭圆轨道，A 点为远地点，由上述第2条不难判断，在椭圆轨道上A 点的运行速度v1比圆轨道上时A 点的速度v2小。
综上，正确选项为B 。
注意：变轨的物理实质就是变速。
由低轨变向高轨是加速，由高轨变向低轨是减速。
其基本操作都是打开火箭发动机做功，但加速时做正功，减速时做负功。
一、人造卫星基本原理1、绕地球做匀速圆周运动的人造卫星所需向心力由万有引力提供。
2、轨道半径r 确定后，与之对应的卫星线速度r GM v =、周期GMr T 32π=、向心加速度2r GM a =也都是唯一确定的。
3、如果卫星的质量是确定的，那么与轨道半径r 对应的卫星的动能E k 、重力势能E p 和总机械能E 机也是唯一确定的。