世紀(jì)金榜高中物理二輪復(fù)習(xí)專題二曲線運(yùn)動(dòng)課件2

1、溫馨提示： 此套題為word版，請(qǐng)按住ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉word文檔返回原板塊。課時(shí)鞏固過關(guān)練 五萬有引力定律及其應(yīng)用(20分鐘50分)一、選擇題(本大題共6小題,每小題6分,共36分。其中第13題為單選,第46題為多選)1.火星探測(cè)器沿火星近地圓軌道飛行,其周期和相應(yīng)的軌道半徑分別為t0和r0,火星的一顆衛(wèi)星在其圓軌道上的周期和相應(yīng)的軌道半徑分別為t和r,則下列關(guān)系正確的是()a.lgtt0=32lgrr0b.lgtt0=2lgrr0c.lgtt0=32lgr0rd.lgtt0=2lgr0r【解析】選a。根據(jù)開普勒第三定律得r03t02=r3t2,

2、則r3r03=t2t02,所以它們的對(duì)數(shù)關(guān)系可以表達(dá)為lgtt0=32lgrr0,故a正確,b、c、d錯(cuò)誤。2.(2017·北京高考)利用引力常量g和下列某一組數(shù)據(jù),不能計(jì)算出地球質(zhì)量的是()世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)49294134a.地球的半徑及重力加速度(不考慮地球自轉(zhuǎn))b.人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度及周期c.月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及月球與地球間的距離d.地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及地球與太陽(yáng)間的距離【解析】選d。不考慮地球自轉(zhuǎn)的情況下,在地球表面,重力等于萬有引力,mg=gmmr2,m=gr2g,能計(jì)算出地球的質(zhì)量;人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),gmmr2=mv

3、2r,又有v=2tr,已知速度及周期時(shí),聯(lián)立可求得地球的質(zhì)量;月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),gmmr2=m42t2r,在已知周期和地月間距離的情況下,可以求出地球的質(zhì)量;地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),我們只能求出中心天體太陽(yáng)的質(zhì)量,不能求出地球的質(zhì)量,故選d?！炯庸逃?xùn)練】(2017·雙鴨山一模)為研究太陽(yáng)系內(nèi)行星的運(yùn)動(dòng),需要知道太陽(yáng)的質(zhì)量,已知地球半徑為r,地球質(zhì)量為m,太陽(yáng)與地球中心間距為r,地球表面的重力加速度為g,地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期為t。則太陽(yáng)的質(zhì)量為()a.42r3t2r2gb.t2r2g42mr3c.42mgr2r3t2d.42mr3t2r2g【解析】選d。地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),

4、則有g(shù)mmr2=m42rt2,對(duì)地球表面物體m有g(shù)mm'r2=mg,兩式聯(lián)立得m=42mr3t2r2g,故d正確,a、b、c錯(cuò)誤。3.某顆行星的同步衛(wèi)星正下方的行星表面上有一觀察者,他用天文望遠(yuǎn)鏡觀察被太陽(yáng)光照射的此衛(wèi)星,發(fā)現(xiàn)日落的t2時(shí)間內(nèi)有t6的時(shí)間看不見此衛(wèi)星。已知該行星自轉(zhuǎn)周期為t,行星半徑為r。不考慮大氣對(duì)光的折射,則該同步衛(wèi)星距該星球的高度是()a.rb.2rc.5.6rd.6.6r【解析】選a。根據(jù)光的直線傳播規(guī)律,日落的t2時(shí)間內(nèi)有t6時(shí)間該觀察者看不見此衛(wèi)星。如圖所示,同步衛(wèi)星相對(duì)地心轉(zhuǎn)過的角度為=2,sin=rr,又有=t=2t×t6=3,則=6,解以上各

5、式得r=2r,則高度h=r-r=r,故a正確,b、c、d錯(cuò)誤。4.(2017·武漢一模)如圖所示,某次發(fā)射遠(yuǎn)地圓軌道衛(wèi)星時(shí),先讓衛(wèi)星進(jìn)入一個(gè)近地的圓軌道,在此軌道正常運(yùn)行時(shí),衛(wèi)星的軌道半徑為r1、周期為t1;然后在p點(diǎn)點(diǎn)火加速,進(jìn)入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道,在此軌道正常運(yùn)行時(shí),衛(wèi)星的周期為t2;到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)q時(shí)再次點(diǎn)火加速,進(jìn)入遠(yuǎn)地圓軌道,在此軌道正常運(yùn)行時(shí),衛(wèi)星的軌道半徑為r3、周期為t3(軌道的近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)分別為軌道上的p點(diǎn)、軌道上的q點(diǎn))。已知r3=2r1,則下列關(guān)系正確的是世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)49294135()a.t2=33t1b.t2=338t3c.t3=22t1d.t3=364t1【解

6、析】選b、c。根據(jù)開普勒第三定律得t32t12=r33r13=231,解得t3t1=22,即t3=22t1,故c正確、d錯(cuò)誤;根據(jù)開普勒第三定律得t22t12=r1+r323r13=3r123r13=323,解得t2t1=364,即t2=364t1,故a錯(cuò)誤;根據(jù)開普勒第三定律得t22t32=r1+r323r33=3r123(2r1)3=343,解得t2t3=338,即t2=338t3,故b正確?！炯庸逃?xùn)練】(多選)“嫦娥五號(hào)”探路兵發(fā)射升空為計(jì)劃于2017年左右發(fā)射的“嫦娥五號(hào)”探路,并在8天后以“跳躍式返回技術(shù)”成功返回地面?！疤S式返回技術(shù)”指航天器在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后進(jìn)入大氣層,依靠大氣升力

7、再次沖出大氣層,降低速度后再進(jìn)入大氣層。如圖所示,虛線為大氣層的邊界。已知地球半徑為r,地心到d點(diǎn)距離為r,地球表面重力加速度為g。下列說法正確的是()a.“嫦娥五號(hào)”在b點(diǎn)處于完全失重狀態(tài)b.“嫦娥五號(hào)”在d點(diǎn)的加速度等于gr2r2c.“嫦娥五號(hào)”在a點(diǎn)速率大于在c點(diǎn)的速率d.“嫦娥五號(hào)”在c點(diǎn)速率大于在e點(diǎn)的速率【解析】選b、c。根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,運(yùn)動(dòng)軌跡在合力和速度的夾角之間(合力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)),由題圖可知航天器在b點(diǎn)處于超重狀態(tài),故a錯(cuò)誤;在d點(diǎn)gmmr2=ma,且在地面附近萬有引力近似等于重力:gmmr2=mg,可得加速度a=gr2r2,故b正確;航天器在a、c、e三點(diǎn)到地心

8、距離相等,航天器從a到c克服大氣阻力,動(dòng)能減少;從c到e無大氣阻力,va>vc,vc=ve,故c對(duì),d錯(cuò)。5.某同學(xué)學(xué)習(xí)了天體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)后,假想宇宙中存在著由四顆星組成的孤立星系。如圖所示,一顆母星處在正三角形的中心,三角形的頂點(diǎn)各有一顆質(zhì)量相等的小星圍繞母星做圓周運(yùn)動(dòng)。如果兩顆小星間的萬有引力為f,母星與任意一顆小星間的萬有引力為9f。則()a.每顆小星受到的萬有引力為(3+9)fb.每顆小星受到的萬有引力為(32+9)fc.母星的質(zhì)量是每顆小星質(zhì)量的3倍d.母星的質(zhì)量是每顆小星質(zhì)量的33倍【解析】選a、c。設(shè)正三角形邊長(zhǎng)為a,小星的質(zhì)量為m,母星的質(zhì)量為m,則母星與小星間距離為r=3

9、3a,則小星間萬有引力為f=gmma2,母星和小星間萬有引力為9f=gmmr2,則m=3m,c正確;小星受到的萬有引力合力為2f×cos30°+9f=(9+3)f,a正確。6.(2017·咸陽(yáng)二模)“嫦娥三號(hào)”從距月面高度為100km的環(huán)月圓軌道上的p點(diǎn)實(shí)施變軌,進(jìn)入近月點(diǎn)為15km的橢圓軌道,由近月點(diǎn)q成功落月,如圖所示。關(guān)于“嫦娥三號(hào)”,下列說法正確的是()世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)49294136a.沿軌道運(yùn)動(dòng)至p點(diǎn)時(shí),需制動(dòng)減速才能進(jìn)入軌道b.沿軌道運(yùn)行的周期大于沿軌道運(yùn)行的周期c.沿軌道運(yùn)行時(shí),在p點(diǎn)的加速度大于在q點(diǎn)的加速度d.在軌道上由p點(diǎn)運(yùn)行到q點(diǎn)的過程中,萬

10、有引力對(duì)其做正功,它的動(dòng)能增加,重力勢(shì)能減小,機(jī)械能不變【解析】選a、d。在軌道上運(yùn)動(dòng),從p點(diǎn)開始變軌,可知“嫦娥三號(hào)”做近心運(yùn)動(dòng),在p點(diǎn)應(yīng)該制動(dòng)減速以減小向心力,通過做近心運(yùn)動(dòng)減小軌道半徑,故a正確;軌道的半長(zhǎng)軸小于軌道的半徑,根據(jù)開普勒第三定律可知沿軌道運(yùn)行的周期小于軌道上的周期,故b錯(cuò)誤;在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),“嫦娥三號(hào)”只受萬有引力作用,在p點(diǎn)時(shí)的萬有引力比q點(diǎn)的小,故p點(diǎn)的加速度小于在q點(diǎn)的加速度,故c錯(cuò)誤;根據(jù)開普勒第二定律可知,在軌道上由p點(diǎn)運(yùn)行到q點(diǎn)的過程中,萬有引力對(duì)“嫦娥三號(hào)”做正功,“嫦娥三號(hào)”的速度逐漸增大,動(dòng)能增加,重力勢(shì)能減小,機(jī)械能不變,故d正確?！究偨Y(jié)提升】分析衛(wèi)星變

11、軌應(yīng)注意的三個(gè)問題(1)衛(wèi)星變軌時(shí)半徑的變化,根據(jù)萬有引力和所需向心力的大小關(guān)系判斷;穩(wěn)定的新軌道上的運(yùn)行速度變化由v=gmr判斷。(2)衛(wèi)星在不同軌道上運(yùn)行時(shí)機(jī)械能不同,軌道半徑越大,機(jī)械能越大。(3)衛(wèi)星經(jīng)過不同軌道相交的同一點(diǎn)時(shí)加速度相等,外軌道的速度大于內(nèi)軌道的速度。二、計(jì)算題(14分。需寫出規(guī)范的解題步驟)7.木星的衛(wèi)星之一叫艾奧,它上面的珞珈火山噴出的巖塊初速度為v0時(shí),上升的最大高度可達(dá)h。已知艾奧的半徑為r,引力常量為g,忽略艾奧的自轉(zhuǎn)及巖塊運(yùn)動(dòng)過程中受到稀薄氣體的阻力,求:(1)艾奧表面的重力加速度大小g和艾奧的質(zhì)量m。(2)距艾奧表面高度為2r處的重力加速度大小g。(3)艾

12、奧的第一宇宙速度v?！窘馕觥?1)巖塊做豎直上拋運(yùn)動(dòng),則有:0-v02=-2gh解得:g=v022h忽略艾奧的自轉(zhuǎn),則有:gmmr2=mg解得:m=r2v022gh(2)距艾奧表面高度為2r處有:gmm'(r+2r)2=mg解得:g=v0218h(3)某衛(wèi)星在艾奧表面繞其做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí):mg=mv2r解得:v=v0r2h答案:(1)v022hr2v022gh(2)v0218h(3)v0r2h(25分鐘50分)1.(7分)2016年11月17日12時(shí)41分,我國(guó)航天員景海鵬、陳冬踏上返回之旅,他們?cè)凇疤鞂m二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室已工作生活了30天,創(chuàng)造了中國(guó)航天員太空駐留時(shí)間的新紀(jì)錄,假設(shè)未來的某

13、一天我國(guó)宇航員登上某一星球,測(cè)得該星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,而該星球的平均密度與地球差不多,則該星球質(zhì)量大約是地球質(zhì)量的()a.2倍b.4倍c.8倍d.16倍【解析】選c。根據(jù)萬有引力等于重力,則有g(shù)mmr2=mg,解得g=gmr2,其中m是地球的質(zhì)量,r是物體在某位置到球心的距離,根據(jù)密度與質(zhì)量關(guān)系得m=·43r3,星球的密度跟地球密度相同,g=gmr2=g·43r,星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,所以星球的半徑也是地球半徑的2倍,根據(jù)m=·43r3得,星球質(zhì)量是地球質(zhì)量的8倍,故a、b、d錯(cuò)誤,c正確。2.(7分)(多選)

14、(2017·泰安二模)一球形行星對(duì)其周圍物體的萬有引力使物體產(chǎn)生的加速度用a表示,物體到球形行星表面的距離用h表示,a隨h變化的圖象如圖所示,圖中a1、h1、a2、h2及萬有引力常量g均為己知。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以計(jì)算出()世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)49294137a.該行星的半徑b.該行星的質(zhì)量c.該行星的自轉(zhuǎn)周期d.該行星同步衛(wèi)星離行星表面的高度【解析】選a、b。球形行星對(duì)其周圍質(zhì)量為m的物體的萬有引力f=ma=gmm(r+h)2,解得a1=gm(r+h1)2,a2=gm(r+h2)2,聯(lián)立可得r=h1·a1a2-h21-a1a2,故a正確;將r代入加速度的表達(dá)式a1=gm(r+h1)

15、2,即可求出該行星的質(zhì)量,故b正確;由題目以及相關(guān)的公式的物理量都與該行星的自轉(zhuǎn)周期無關(guān),所以不能求出該行星的自轉(zhuǎn)周期,故c錯(cuò)誤;由于不能求出該行星的自轉(zhuǎn)周期,所以也不能求出該行星同步衛(wèi)星離行星表面的高度,故d錯(cuò)誤。3.(18分)一航天儀器在地面上重為f1,被宇航員帶到月球表面上時(shí)重為f2。已知月球半徑為r,引力常量為g,地球表面的重力加速度大小為g0,求:(1)月球的密度。(2)月球的第一宇宙速度和近月衛(wèi)星(貼近月球表面)的周期?！窘馕觥?1)在地面上有:f1=mg0在月球表面上有:f2=gmmr2月球的質(zhì)量為:m=·43r3聯(lián)立以上各式解得:=3g0f24grf1(2)設(shè)月球的第

16、一宇宙速度為v,近月衛(wèi)星的周期為t,則:f2=mv2rt=2rv解得:v=f2rg0f1t=2f1rf2g0答案:(1)3g0f24grf1(2)f2rg0f12f1rf2g04.(18分)(2017·福州一模)中國(guó)自行研制,具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“神舟號(hào)”飛船,目前已經(jīng)達(dá)到或優(yōu)于國(guó)際第三代載人飛船技術(shù),其發(fā)射過程簡(jiǎn)化如下:飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射,由長(zhǎng)征運(yùn)載火箭送入近地點(diǎn)為a、遠(yuǎn)地點(diǎn)為b的橢圓軌道上,a點(diǎn)距地面的高度為h1,飛船飛行五周后進(jìn)行變軌,進(jìn)入預(yù)定圓軌道,如圖所示,設(shè)飛船在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用時(shí)間為t,若已知地球表面重力加速度為g,地球半徑為r,求:世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)49294138(1)地球的平均密度是多少。(2)飛船經(jīng)過橢圓軌道近地點(diǎn)a時(shí)的加速度大小。(3)橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)b距地面的高度?！窘忸}指導(dǎo)】解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn):(1)地球表面的萬有引力與重力相等。(2)萬有引力產(chǎn)生飛船的加速度。(3)飛船在預(yù)定圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬有引力提供向心力?！窘馕觥?1)