2020春物理必修2(粵教版)分層訓(xùn)練第三章章末復(fù)習(xí)課Word版含解析

章末復(fù)習(xí)課【知識(shí)系統(tǒng)】托勒密的“地心說(shuō)”人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí){哥白尼的“日心說(shuō)”軌道定律開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律面積定律周期定律內(nèi)容：宇宙間隨意兩個(gè)有質(zhì)量的物體間都存在相互吸引力，其大小與兩物體的①成正比，與它們間距離的②成反比表達(dá)式：F＝③合用條件：兩質(zhì)點(diǎn)或兩質(zhì)量散布平均的球體間萬(wàn)有引力定律天體質(zhì)量計(jì)算：M＝4πrGT2萬(wàn)有應(yīng)用展望未知天體引力解說(shuō)天體運(yùn)動(dòng)定律原理：人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)視為④及其萬(wàn)有引力供給向心力：⑤應(yīng)用環(huán)繞速度v＝GMGMmr＝⑥＝⑦＝⑧＝⑨r2環(huán)繞周期T＝2πr3力學(xué)基礎(chǔ)GM人造地球衛(wèi)星第一宇宙速度v1＝⑩宇宙速度第二宇宙速度v2＝?第三宇宙速度v3＝?軌道定點(diǎn)于?正上方周期：T＝?地球同步衛(wèi)星3GMT2高度：h＝2－R4π[答案填寫(xiě)]①質(zhì)量乘積②二次方③Gm1m2④勻速圓周運(yùn)r2mv2224π22動(dòng)⑤F向＝F引⑥r(nóng)⑦mωr⑧mT2r⑨4mπrf⑩7.9km/s?11.2km/s?16.7km/s?赤道?24h主題一近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和赤道上隨處球自轉(zhuǎn)的物體三種勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特色1．動(dòng)力學(xué)規(guī)律：近地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星都只受萬(wàn)有引力作用，由萬(wàn)有引力充任向心力，知足萬(wàn)有引力充任向心力所決定的天體運(yùn)行規(guī)律．赤道上的物體因?yàn)橛龅降孛嬷С至Φ淖饔?，是萬(wàn)有引力的分力充當(dāng)向心力，它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不一樣于衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．2．軌道半徑：近地衛(wèi)星與赤道上物體的軌道半徑相同，同步衛(wèi)星的軌道半徑較大，則有r同>r近＝r物＝R地．3．運(yùn)動(dòng)的線速度：由v＝ωr知同步衛(wèi)星的線速度大于赤道上物體的線速度；由v＝GM，近地衛(wèi)星的線速度大于同步衛(wèi)星的線速度，r則有v近＞v同＞v物．4．運(yùn)行周期：同步衛(wèi)星與赤道上物體的運(yùn)行周期相同．由T＝2πr3，可知近地衛(wèi)星的周期要小于同步衛(wèi)星的周期，則有T近＜TGM同＝T物．5．衛(wèi)星的向心加快度與物體隨處球自轉(zhuǎn)的向心加快度的差別．項(xiàng)目?jī)?nèi)容衛(wèi)星的向心加快度產(chǎn)生原由由萬(wàn)有引力產(chǎn)生方向指向地心GM大小a＝g′＝r2(地面鄰近a近似等于g)

物體隨處球自轉(zhuǎn)的向心加速度萬(wàn)有引力的一個(gè)分力(另一分力為重力)產(chǎn)生垂直指向地軸2a＝rω地，r為地面上某點(diǎn)到地軸的距離，ω為地球自轉(zhuǎn)角速度隨物體到地心的距離增大特色從赤道到兩極漸漸減小而減小【典例1】(多項(xiàng)選擇)同步衛(wèi)星離地距離為r，運(yùn)行速度為v1，加快度為a1，地球赤道上的物體隨處球自轉(zhuǎn)的向心加快度為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則()a1ra1R2A.a2＝RB.a2＝r22D.v1＝C.v1＝R2Rv2rv2r分析：第一宇宙速度v2即為近地衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)繞速度，與Mmv2v＝GMv1R同步衛(wèi)星均知足公式Gr2＝mr，則有r，故v2＝r，D項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；地球赤道上的物體和同步衛(wèi)星有相同的角速度ω，由a＝ω2r得a1＝r，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤．a(chǎn)2R答案：AD針對(duì)訓(xùn)練1．有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在地球赤道上隨處球表面一同轉(zhuǎn)動(dòng)，

b在地面鄰近的近地軌道上正常運(yùn)動(dòng)，

c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測(cè)衛(wèi)星，各衛(wèi)星擺列地點(diǎn)如下圖，則有

(

)A．a(chǎn)的向心加快度等于重力加快度gB．b在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)最長(zhǎng)πC．c在4小時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角是6D．d的運(yùn)動(dòng)周期有可能是20小時(shí)分析：對(duì)a：GMm－FN＝ma，又FN，GMm，故，22＝R>0Rmga<gAGMmv2GM錯(cuò)誤；由r2＝mr得v＝r，rb最小，故b的速度最大，相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)最長(zhǎng)，B正確；c為同步衛(wèi)星，周期為24小時(shí)，故42ππ小時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為24×4＝3，C錯(cuò)誤；因d的運(yùn)動(dòng)周期必定大于c的周期，故周期必定大于24小時(shí)，D錯(cuò)誤．答案：B主題二天體運(yùn)動(dòng)中的雙星問(wèn)題1．觀點(diǎn)．兩顆星體靠得很近，但與其余天體相距較遠(yuǎn)，它們繞連線上的某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這樣的系統(tǒng)稱為雙星系統(tǒng)．2．特色．(1)雙星都繞著連線上的一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，每一顆星各自做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由兩顆星間的萬(wàn)有引力供給．(2)雙星可以為是同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，周期相同，角速度相同．(3)雙星做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)關(guān)系．2m1m24π對(duì)m1：GL2＝m1T2r1，①2m1m24π對(duì)m2：GL2＝m2T2r2，②rm聯(lián)立①②兩式得：1＝2.說(shuō)明：(1)由r1＝m2可知：質(zhì)量大的天體軌道半徑小，質(zhì)量小的天體軌道r2m1半徑大，即質(zhì)量大的天體更湊近圓心．v1r1m2(2)由v2＝r2＝m1可知：質(zhì)量大的天體線速度小，質(zhì)量小的天體線速度大．【典例2】宇宙中兩顆靠得比較近的恒星，只遇到相互之間的萬(wàn)有引力作用相互繞轉(zhuǎn)，我們稱之為雙星系統(tǒng)．在浩大的銀河系中，多數(shù)恒星都是雙星系統(tǒng)．設(shè)某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如下圖．若AO>OB，則()A．星球A的角速度必定大于B的角速度B．星球A的質(zhì)量必定小于B的質(zhì)量C．雙星的總質(zhì)量必定，雙星之間的距離越小，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越大D．雙星之間的距離必定，雙星的總質(zhì)量越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越大分析：雙星靠相互間的萬(wàn)有引力供給向心力，故向心力相等；根據(jù)萬(wàn)有引力供給向心力公式得：GmAmB22L2＝mAωrA＝mBωrB，因?yàn)閞B<rA，因此mB>mA，即B的質(zhì)量必定大于A的質(zhì)量，故B正確；雙星系統(tǒng)角速度相等，故A錯(cuò)誤；依據(jù)萬(wàn)有引力供給向心力公式得：GmAmB＝L22π22π2L3mATrA＝mBTrB，解得周期為T(mén)＝2πG（mA＋mB），可知雙星間距離必定，雙星的總質(zhì)量越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越小，故D錯(cuò)誤；根據(jù)周期為T(mén)＝2π（L3mA＋mB），可知雙星的總質(zhì)量必定，雙星之G間的距離越大，轉(zhuǎn)動(dòng)周期越大，故C錯(cuò)誤．答案：B題后反省雙星模型的特色及辦理方法1．雙星模型的特色．(1)三點(diǎn)共線：雙星模型中的兩顆星和它們軌道的圓心O老是在一條直線上．(2)角速度相同：因?yàn)殡p星模型“三點(diǎn)共線”特色，雙星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度必定相等，周期也必定相同．(3)向心力相等：每顆星的向心力都是由雙星間相互作用的萬(wàn)有引力供給的，大小相等．(4)兩星的運(yùn)動(dòng)半徑之和等于它們間的距離，即r1＋r2＝L.2．雙星模型問(wèn)題的辦理方法：由Gm1m2＝mω2r＝mω2r，可得L21122以下結(jié)論：(1)m1r1＝m2r2，即運(yùn)動(dòng)半徑與自己質(zhì)量成反比．2π(2)因?yàn)棣兀絋，r1＋r2＝L，因此雙星的質(zhì)量之和針對(duì)訓(xùn)練

234πLm1＋m2＝GT2.2．兩個(gè)質(zhì)量不一樣的天體組成雙星系統(tǒng)，它們以兩者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．不考慮其余天體的作使勁，以下說(shuō)法不正確的是()A．質(zhì)量大的天體線速度較小B．兩天體的角速度老是相同C．若兩天體的距離不變，則周期也不變D．若在圓心處放一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，它遇到的協(xié)力為零分析：雙星系統(tǒng)的構(gòu)造是穩(wěn)固的，故它們的角速度與周期相等，選項(xiàng)B正確；設(shè)它們的質(zhì)量分別為m1、m2，距離為L(zhǎng)，軌道半徑分別m1m21ω21＝m2ω22，得m11＝m22，可知質(zhì)量大為r1、r2，則有G2＝mLrrrr的天體軌道半徑較小，又v＝ωr，可知其線速度較小，選項(xiàng)A正確；同理可得：Gm22＝ω2r1＋m，Gm21＝ω2r2；聯(lián)立以上兩式可得Gm122＝ω2(r1LLLr2)＝ω2L，可知只需兩天體的距離不變，則角速度不變，周期不變，故C正確；聯(lián)合前面的剖析可得，若在圓心放一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，設(shè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m0，則質(zhì)點(diǎn)所協(xié)力為F＝Gm1m0－Gm2m0＝Gm0（m1＋m2）r12r22L2m21－m22≠0，故D錯(cuò)誤．m2m1答案：D統(tǒng)攬考情本章的主線是萬(wàn)有引力定律在天體、航天技術(shù)中的應(yīng)用，在高考考察中屬于每年必考內(nèi)容，在全國(guó)卷中一般只考察一道選擇題，占分，命題的熱門(mén)主假如萬(wàn)有引力定律的理解，還有益用萬(wàn)有引力定律求天體的質(zhì)量、密度，利用萬(wàn)有引力供給向心力剖析航天器、衛(wèi)星的運(yùn)行規(guī)律．在試題中，有時(shí)也考察雙星模型與能量綜合等問(wèn)題．真題例析(2019·江蘇卷)1970年景功發(fā)射的“東方紅一號(hào)”是我國(guó)第一顆人

6造地球衛(wèi)星，該衛(wèi)星到現(xiàn)在仍沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)．如下圖，設(shè)衛(wèi)星在近地址、遠(yuǎn)地址的速度分別為v1、v2，近地址到地心的距離為地球質(zhì)量為M，引力常量為G.則()

r，GMA．v1>v2，v1＝rGMB．v1>v2，v1>rC．v1<v2，v1＝GMrD．v1<v2，v1>GMr分析：“東方紅一號(hào)”從近地址到遠(yuǎn)地址過(guò)程中速度減小，因此v1>v2，過(guò)近地址圓周運(yùn)動(dòng)的速度為

v＝

GMr，因?yàn)椤皷|方紅一號(hào)”在橢圓上運(yùn)動(dòng)，因此

v1>

GMr，故

B正確．答案：B針對(duì)訓(xùn)練(2019·全國(guó)卷Ⅲ)金星、地球和火星繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的向心加快度大小分別為a金、a地、a火，它們沿軌道運(yùn)行的速率分別為v金、v地、v火．已知它們的軌道半徑R金<R地<R火，由此能夠判斷()A．a(chǎn)金>a地>a火B(yǎng)．a(chǎn)火>a地>a金C．v地>v火>v金D．v火>v地>v金Mm分析：由萬(wàn)有引力供給向心力GR2＝ma，可知軌道半徑越小，向心加快度越大，故知

Mmv2A項(xiàng)正確，B錯(cuò)誤；由GR2＝mR，得v＝

GMR，可知軌道半徑越小，運(yùn)行速率越大，故

C、D

都錯(cuò)誤．答案：A1．(2019·北京卷)2019年5月17日，我國(guó)成功發(fā)射第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，該衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)．該衛(wèi)星()A．入軌后能夠位于北京正上方B．入軌后的速度大于第一宇宙速度C．發(fā)射速度大于第二宇宙速度D．若發(fā)射到近地圓軌道所需能量較少分析：因?yàn)樾l(wèi)星為同步衛(wèi)星，因此入軌后必定只好與赤道在同一平面內(nèi)，故A錯(cuò)誤；因?yàn)榈谝挥钪嫠俣葹樾l(wèi)星繞地球運(yùn)行的最大速度，因此衛(wèi)星入軌后的速度必定小于第一宇宙速度，故B錯(cuò)誤；因?yàn)榈诙钪嫠俣葹樾l(wèi)星離開(kāi)地球引力的最小發(fā)射速度，因此衛(wèi)星的發(fā)射速度必定小于第二宇宙速度，故C錯(cuò)誤；將衛(wèi)星發(fā)射到越高的軌道戰(zhàn)勝引力所做的功越大，因此發(fā)射到近地圓軌道所需能量較小，故D正確．答案：D2．(2019·海南卷)2019年5月，我國(guó)第45顆北斗衛(wèi)星發(fā)射成功．已知該衛(wèi)星軌道距地面的高度約為36000km，是“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室軌道高度的90倍左右，則()A．該衛(wèi)星的速率比“天宮二號(hào)”的大B．該衛(wèi)星的周期比“天宮二號(hào)”的大C．該衛(wèi)星的角速度比“天宮二號(hào)”的大D．該衛(wèi)星的向心加快度比“天宮二號(hào)”的大分析：依據(jù)GmM22v2GM＝ω2＝m4π2＝＝ma，解得：v＝，rmrTrmrrr3GMGMT＝2πGM，ω＝r3，a＝r2.因北斗衛(wèi)星的運(yùn)行半徑大于天宮二號(hào)的軌道半徑，可知該衛(wèi)星的速率比“天宮二號(hào)”的??；該衛(wèi)星的周期比“天宮二號(hào)”的大；該衛(wèi)星的角速度比“天宮二號(hào)”的?。辉撔l(wèi)星的向心加快度比“天宮二號(hào)”的小，應(yīng)選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：B3．(2018·北京卷)若想查驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與“使蘋(píng)果落地的力”按照相同的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下，需要考證()1A．地球吸引月球的力約為地球吸引蘋(píng)果的力的6021B．月球公轉(zhuǎn)的加快度約為蘋(píng)果落向地面加快度的6021C．自由落體在月球表面的加快度約為地球表面的61D．蘋(píng)果在月球表面遇到的引力約為在地球表面的60分析：若想查驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與“使蘋(píng)果落地的力”GMm按照相同的規(guī)律——萬(wàn)有引力定律，則應(yīng)知足r2＝ma，即加快度a與距離r的平方成反比，由題中數(shù)據(jù)知，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤．答案：B4.(多項(xiàng)選擇)(2018天·津卷)2018年2月2日，我國(guó)成功將電磁監(jiān)測(cè)試驗(yàn)衛(wèi)星“張衡一號(hào)”發(fā)射升空，標(biāo)記我國(guó)成為世界上少量擁有在軌運(yùn)行高精度地球物理場(chǎng)探測(cè)衛(wèi)星的國(guó)家之一．經(jīng)過(guò)觀察能夠獲得衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期，并已知地球的半徑和地球表面處的重力加快度．若將衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，依據(jù)以上數(shù)據(jù)能夠計(jì)算出衛(wèi)星的()A．密度B．向心力的大小C．離地高度D．線速度的大小GMm分析：衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力供給，則有（R＋h）22π2＝mT(R＋h)，沒(méi)法計(jì)算獲得衛(wèi)星的質(zhì)量，更沒(méi)法確立其密度及向心力大小，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；又GMm0，聯(lián)立兩式可得3gR2T22＝＝2－Rm0gh4πR，C項(xiàng)正確；由v＝2π（R＋h），可計(jì)算出衛(wèi)星的線速度的大小，DT項(xiàng)正確．答案：CD5．(多項(xiàng)選擇)2018年12月8日，肩負(fù)著億萬(wàn)中華子女