第六章-萬有引力與航天綜合復(fù)習(xí)(含答案)

1、1第六章第六章萬有引力與航天綜合復(fù)習(xí)（含答案）萬有引力與航天綜合復(fù)習(xí)（含答案）《名師優(yōu)學(xué)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(zhì)量m1和m2的乘積成，與它們之間距離r的平方成⑴表達(dá)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(dāng)兩個物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時，物體可視為質(zhì)點②質(zhì)量分布均勻的球體可視為質(zhì)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(dǎo)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(zhuǎn)周期相同，即T=h；②角速度一定：與地球自轉(zhuǎn)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(xí)二思考與練習(xí)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(biāo)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(yīng)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(yīng)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(guān)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(jìn)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(guān)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(shè)宇航員在該行星表面上用彈簧測力計測量一質(zhì)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(zhì)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(zhì)量和表面成分仍不清楚，假設(shè)該行星的密度和地球相當(dāng)，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(jī)在完成對哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點從圓形軌道Ⅰ進(jìn)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(guān)于航天飛機(jī)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(guān)于a、b、c做勻速圓周運動的說法中正確的是（）A地球?qū)、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(guān)系為Ta=TcTbC線速度的大小