四川省木里縣中學(xué)高三物理專題1萬(wàn)有引力和航天復(fù)習(xí)(精).doc

四川省木里縣中學(xué)高三物理復(fù)習(xí)：專題1 萬(wàn)有引力和航天1本節(jié)主要講開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定理和萬(wàn)有引力定律的綜合應(yīng)用，是力學(xué)的主要內(nèi)容，也是萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)、牛頓第二定律的綜合應(yīng)用。高考重點(diǎn)會(huì)圍繞萬(wàn)有引力與重力、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律以航天航空為素材考察這方面知識(shí)。核心1:開(kāi)普勒第一定律（又稱軌道定律）：反映了不同行星的橢圓軌道式是不同的，但所有行星橢圓軌道有一個(gè)焦點(diǎn)是重合的（太陽(yáng)）。開(kāi)普勒第二定律（面積定律）。開(kāi)普勒第三定律（周期定律）：長(zhǎng)半軸的立方與周期平方成定值1：（1）行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)半軸的三次方與它公轉(zhuǎn)周期的平方成正比；比值k，將行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)看做圓周處理，請(qǐng)推導(dǎo)出k的表達(dá)式；（G和已知）（2）開(kāi)普勒定律適用于一切具有中心天體的引力系統(tǒng)，經(jīng)測(cè)定地月距離為r，周期為t，求地球質(zhì)量（單位m，s，kg）2：月球半徑1700km，嫦娥二號(hào)近月點(diǎn)軌道高度100km，遠(yuǎn)月點(diǎn)8000km，求近月點(diǎn)和遠(yuǎn)月點(diǎn)的速度之比。3：哈雷彗星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期為76年，哈雷彗星離太陽(yáng)最近距離8.9M，但最遠(yuǎn)點(diǎn)不能測(cè)出，根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律計(jì)算這個(gè)最遠(yuǎn)距離（常亮 ）4：某行星和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道均可視作圓。每過(guò)N年，該行星會(huì)運(yùn)行到日地連線的延長(zhǎng)線上，求該行星與地球公轉(zhuǎn)半徑之比。核心2：萬(wàn)有引力定律公式雖然只適用于2質(zhì)點(diǎn)的相互作用。但是對(duì)于均勻球體和可視為質(zhì)點(diǎn)的物體也適用，對(duì)于不規(guī)則的物體和不可視作質(zhì)點(diǎn)的物體，則可以通過(guò)割補(bǔ)法轉(zhuǎn)化為規(guī)則的可視作質(zhì)點(diǎn)的物體進(jìn)行分析。空腔球球內(nèi)任一點(diǎn)萬(wàn)有引力合力為0；質(zhì)量均勻的實(shí)心球內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)，受到實(shí)心球萬(wàn)有引力就等于距離球心距離部分球體的引力。4：假設(shè)地球是半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體。一礦井深度為d。已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)球殼內(nèi)物體引力為0.求礦井地步和地面處重力加速度大小之比為：5：設(shè)想把物體放到地球中心，則此物與地球間的萬(wàn)有引力大小是（ ）A：0 B：無(wú)窮大 C：與地面相同 D：無(wú)法確定6：金星是太陽(yáng)系8大行星之一，從地球上看，它是最亮的行星。已知太陽(yáng)光從太陽(yáng)射到地球要，地球公轉(zhuǎn)為，質(zhì)量為M，太陽(yáng)光照射到金星用時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)隊(duì)地球引力是太陽(yáng)隊(duì)金星引力的1.6倍，求金星質(zhì)量。7:2個(gè)大小相同的實(shí)心小球緊靠在一起，他們之間的萬(wàn)有引力為F，若2個(gè)半徑為鐵球3倍的實(shí)心木球緊靠在一起，它們的萬(wàn)有引力也為F，求鐵球與木球密度之比。若2個(gè)半徑是小球2倍的鏤空大鐵球緊靠在一起，空心部分球心與鐵球球心重合，它們?nèi)f有引力也為F，求鏤空部分半徑與鐵球半徑之比。核心2:1：計(jì)算天體質(zhì)量，密度 ，環(huán)繞天體運(yùn)動(dòng)各種物理量的關(guān)系轉(zhuǎn)換。宇宙第123速度。1：地球赤道上的物體重力加速度為g，物體在赤道上地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的向心加速度為a，要使物體在赤道上飄起來(lái)，地球自轉(zhuǎn)速度應(yīng)為原來(lái)的多少倍（ ）。某月球探測(cè)器每天在月球表面上空繞月球飛行。若以T表示探測(cè)器在月球表面高度為h處的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期，以R表示月球的半徑，求探測(cè)器的向心加速度（ ）和月球表面重力加速度（ ）。月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為a，設(shè)月球表面重力加速度為b，在月球繞地球運(yùn)行的軌道處由地球引力產(chǎn)生的加速度大小為c，則（ ）A：a=b B：a=c C:b+c=a D:c-b=a2（2013河南開(kāi)封一模）隨著世界航空事業(yè)的發(fā)展，深太空探測(cè)已逐漸成為各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)，假設(shè)深太空中有一顆外星球，其質(zhì)量是地球質(zhì)量的2倍，半徑是地球半徑的，則下列判斷正確的是： A該外星球的同步衛(wèi)星周期一定小于地球同步衛(wèi)星的周期 B某物體在該外星球表面所受的重力是在地球表面所受重力的4倍 C該外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍D繞該外星球的人造衛(wèi)星和以相同軌道半徑繞地球的人造衛(wèi)星運(yùn)行速度相同3（2013重慶九校聯(lián)考）2011年11月3日，“神州八號(hào)”飛船與“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器成功實(shí)施了首次交會(huì)對(duì)接。任務(wù)完成后“天宮一號(hào)”經(jīng)變軌升到更高的軌道，等待與“神州九號(hào)”第二次交會(huì)對(duì)接變軌前和變軌完成后“天宮一號(hào)”的運(yùn)行軌道均可視為圓軌道，對(duì)應(yīng)的軌道半徑分別為R1、R2，對(duì)應(yīng)的角速度和向心加速度分別為1、2和a1、a2，則有（ ）A BC變軌后的“天宮一號(hào)”比變軌前動(dòng)能增大了，機(jī)械能增加了D在正常運(yùn)行的“天宮一號(hào)”內(nèi)，體重計(jì)、彈簧測(cè)力計(jì)、天平都不能使用了4（2013山東濟(jì)南期中檢測(cè)）經(jīng)國(guó)際小行星命名委員會(huì)命名的“神舟星”和“楊利偉星”的軌道均處在火星和木星軌道之間.已知“神舟星”平均每天繞太陽(yáng)運(yùn)行174萬(wàn)公里，“楊利偉星”平均每天繞太陽(yáng)運(yùn)行145萬(wàn)公里.假設(shè)兩行星均繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則兩星相比較( )A.“神舟星”的軌道半徑大 B.“神舟星”的公轉(zhuǎn)周期大C.“神舟星”的加速度大 D.“神舟星”受到的向心力大5（2013廣州調(diào)研）如圖，O是地球球心，下列說(shuō)法正確的是bc地球Oa赤道面dA同步衛(wèi)星軌道只能與軌道a共面B同步衛(wèi)星軌道只能與軌道d共面C衛(wèi)星可能的軌道為c、dD衛(wèi)星可能的軌道為a、b6（2013山東濟(jì)南外國(guó)語(yǔ)學(xué)校測(cè)試）嫦娥二號(hào)探月衛(wèi)星于2009年前后發(fā)射，其環(huán)月飛行的高度距離月球表面100km，所探測(cè)到的有關(guān)月球的數(shù)據(jù)將比環(huán)月飛行高度為200km的嫦娥一號(hào)更加翔實(shí)。若兩顆衛(wèi)星環(huán)月運(yùn)行均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行軌道如圖所示。則（ ）A嫦娥二號(hào)環(huán)月運(yùn)行的周期比嫦娥一號(hào)更小B嫦娥二號(hào)環(huán)月運(yùn)行的周期比嫦娥一號(hào)更大C嫦娥二號(hào)環(huán)月運(yùn)行時(shí)向心加速度比嫦娥一號(hào)更小D嫦娥二號(hào)環(huán)月運(yùn)行時(shí)向心加速度與嫦娥一號(hào)相等7. （2013山東濟(jì)南測(cè)試）宇宙中存在一些質(zhì)量相等且離其他恒星較遠(yuǎn)的四顆星組成的四星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對(duì)它們的引力作用。設(shè)四星系統(tǒng)中每個(gè)星體的質(zhì)量均為m，半徑均為R，四顆星穩(wěn)定分布在邊長(zhǎng)為a的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上已知引力常量為G關(guān)于四星系統(tǒng)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ( )A四顆星圍繞正方形對(duì)角線的交點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) B四顆星的軌道半徑均為C四顆星表面的重力加速度均為 D四顆星的周期均為8（7分）（2013河南中原名校第三次聯(lián)考）天文工作者觀測(cè)到某行星的半徑為R1，自轉(zhuǎn)周期為T1，它有一顆衛(wèi)星，軌道半徑為R2，繞行星公轉(zhuǎn)周期為T2。若萬(wàn)有引力常量為G，求：（1）該行星的平均密度；（2）要在此行星的赤道上發(fā)射一顆質(zhì)量為m的近地人造衛(wèi)星，使其軌道平面與行星的赤道平面重合，且設(shè)行星上無(wú)氣體阻力，則對(duì)衛(wèi)星至少應(yīng)做多少功？9.（9分）（2013山東壽光市質(zhì)檢）已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度大小為g，萬(wàn)有引力常量為G，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響試求：（1）衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的第一宇宙速度v1的大??；（2）若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且運(yùn)行周期為T，求衛(wèi)星運(yùn)行的軌道半徑r；（3）由題干所給條件，推導(dǎo)出地球平均密度p的表達(dá)式10. (12分) （2013安徽望江二中月考）中國(guó)首個(gè)月球探測(cè)計(jì)劃“嫦娥工程”預(yù)計(jì)在2017年送機(jī)器人上月球，實(shí)地采樣送回地球，為載人登月及月球基地選址做準(zhǔn)備設(shè)想我國(guó)宇航員隨“嫦娥”號(hào)登月飛船繞月球飛行，飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)儀器：A.計(jì)時(shí)表一只；B.彈簧測(cè)力計(jì)一把；C.已知質(zhì)量為m的物體一個(gè)。在飛船貼近月球表面時(shí)可近似看成繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，宇航員測(cè)量出飛船在靠近月球表面的圓形軌道繞行N圈所用的時(shí)間為t.飛船的登月艙在月球上著陸后，遙控機(jī)器人利用所攜帶的儀器又進(jìn)行了第二次測(cè)量，利用上述兩次測(cè)量的物理量可以推導(dǎo)出月球的半徑和質(zhì)量(已知引力常量為G，忽略月球的自轉(zhuǎn)的影響)(1)說(shuō)明機(jī)器人是如何進(jìn)行第二次測(cè)量的？用相應(yīng)的符號(hào)表示第二次測(cè)量的物理量，并寫出相關(guān)的物的物理關(guān)系式，(2)試用上述兩次測(cè)量的物理量和已知物理量推導(dǎo)月球半徑和質(zhì)量的表達(dá)式核心3：在天體運(yùn)動(dòng)中，宇宙中2個(gè)靠的比較近的天體成為雙星，它們?cè)谌f(wàn)有引力提供向心力的情況下繞同一圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，2個(gè)向心力正好是一對(duì)相互作用力，大小相等，方向相反。雙星距離保持不變。周期角速度相等。11：冥王星與其附近的一顆行星a構(gòu)成雙星希特，質(zhì)量之比為7:1，同時(shí)繞他們連線上某點(diǎn)0做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由此可知冥王星與a星，運(yùn)動(dòng)半徑之比為（ ），角速度之比（ ），線速度之比（ ）向心力之比（ ）12：一般雙星系統(tǒng)距離其他天體很遠(yuǎn)，可以看做孤立系統(tǒng)處理?，F(xiàn)根據(jù)對(duì)某一雙星系統(tǒng)的光學(xué)測(cè)量確定，該雙星質(zhì)量