2019届二轮复习万有引力与航天课件（共33张）

2019届二轮复习万有引力与航天课件（共33张）

第 7 讲　万有引力与航天 [ 考试要求和考情分析 ] 考试内容 选考要求 历次选考统计 命题角度 2016/04 2016/10 2017/04 2017/11 2018/04 2018/11 物理学 史、开普勒三定律、万有引力定律及其成就、同步卫星、宇宙速度等 行星的运动 a           太阳与行星间的引力 a           万有引力定律 c   12 11 7   万有引力理论的成就 c 11   11 7 9 宇宙航行 c 11         12 经典力学的局限性 a           行星的运动及万有引力定律 [ 要点总结 ] 1 . 开 普勒行星运动定律的 理解 2. 万有引力定律的理解 万有引力定律 适用于两质点，质量均匀的球体可以看成质量集中于球心的质点，如求地球对卫星的万有引力时， r 指卫星至地心的距离，即 r ＝ R ＋ h ， R 为地球半径 。 [ 精典题组 ] 1. (2018· 浙江椒江区模拟 ) 关于行星的运动，下列说法中错误的是 ( 　　 ) 答案 　 B 2. (2018· 浙江海宁学考模拟 ) 地球对月球具有相当大的引力，可它们没有靠在一起，这是因为 ( 　　 ) 图 1 A. 不仅地球对月球有引力，而且月球对地球也有引力，这两个力大小相等，方向相反，互相抵消了 B. 不仅地球对月球有引力，而且太阳系中的其他星球对月球也有引力，这些力的合力为零 C. 地球对月球的引力还不算大 D. 地球对月球的引力不断改变月球的运动方向，使得月球围绕地球 运动 解析　 地球对月球的引力和月球对地球的引力是相互作用力，作用在两个物体上不能相互抵消，选项 A 错误；地球对月球的引力提供了月球绕地球做圆周运动的向心力，从而不断改变月球的运动方向，所以选项 B 、 C 错误， D 正确。 答案　 D 天体质量及密度的计算 [ 要点总结 ] 1. 解决天体运动问题的两种基本 思路 2. 注意的 问题 [ 典例分析 ] 【例 1 】 如图 2 所示是美国的 “ 卡西尼 ” 号探测器经过长达 7 年的 “ 艰苦 ” 旅行，进入绕土星飞行的轨道。若 “ 卡西尼 ” 号探测器在半径为 R 的土星上空离土星表面高 h 的圆形轨道上绕土星飞行，环绕 n 周飞行时间为 t ，已知万有引力常量为 G ，则下列关于土星质量 M 和平均密度 ρ 的表达式正确的是 ( 　　 ) 图 2 答案 　 D 图 3 答案　 B 4. (2018· 浙江富阳选考模拟 ) 假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为 g 0 ，在赤道的大小为 g ；地球自转的周期为 T ，引力常量为 G 。地球的密度为 ( 　　 ) 答案　 B 宇宙 航行 [ 要点总结 ] 1. 卫星运行参量的计算与 比较 2. 对第一宇宙速度及同步卫星的 认识 [ 典例分析 ] 【例 2 】 (2018· 浙江名校协作体高二联考 ) 如图 4 所示，中国在酒泉卫星发射中心使用 “ 长征二号丁 ” 运载火箭成功发射首颗暗物质粒子探测卫星 “ 悟空 ” ，绕地球两极运动。已知地球半径为 R ，地表重力加速度为 g ，卫星轨道半径为 r ，则该卫星 ( 　　 ) 图 4 答案　 C [ 精典题组 ] 5. (2018· 浙江金华十校联考 ) 我国采用一箭双星的方式发射了 “ 北斗导航卫星系统 ” (BDS) 。系统中的两颗圆轨道半径均为 21 332 km 的 “ 北斗－ M5 ” 和 “ 北斗－ M6 ” 卫星，其轨道如图 5 所示。两颗卫星的运动均可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是 ( 　　 ) 图 5 A. 两颗卫星绕地球运行的向心加速度大小相等 B. 两颗卫星绕地球的运行速率均大于 7.9 km/s C. 北斗－ M5 绕地球的运行周期大于地球的自转周期 D. 北斗－ M6 绕地球的运行速率大于北斗－ M5 的运行 速率 答案　 A 6. (2018· 金华十校模拟 ) 我国先后发射了量子科学实验卫星、 “ 天宫二号 ” 、 “ 风云四号 A ” 、全球二氧化碳监测科学实验卫星等卫星或航天器，如图 6 所示，其中量子科学实验卫星运行在距地面 500 千米的极地轨道， “ 天宫二号 ” 运行在距地面 393 千米的轨道， “ 风云四号 A ” 是中国新一代静止气象卫星，运行在地球同步轨道上，全球二氧化碳监测科学实验卫星运行在距地面 700 千米的极地轨道上，这些卫星或航天器对我国与国际的科学研究做出了重大贡献。下列关于这些卫星或航天器的说法正确的是 ( 　　 ) 图 6 A. 量子科学实验卫星的轨道在赤道上空 B. “ 天宫二号 ” 的运行速度最小 C. “ 风云四号 A ” 的运行轨道距地面的高度最大 D. 全球二氧化碳监测科学实验卫星运行周期为 24 小时 答案 　 C 近地卫星、同步卫星和赤道上物体的运行问题易错 分析 【例】 北斗卫星导航系统包含多颗地球同步卫星和中地轨道卫星，其中代号为北斗 M 1 的卫星进入高度为 21 500 km 的地球中地轨道，有 5 颗卫星则进入高度为 36 000 km 的地球同步轨道，关于这些卫星，下列说法正确的是 ( 　　 ) A . 运行速度大于 7.9 km/s B . 北斗 M 1 绕地球运行的角速度比 5 颗同步卫星绕地球运行的角速度大 C.5 颗同步卫星受到地球的引力完全相同 D . 同步卫星的向心加速度与静止在赤道上的物体的向心加速度大小 相同 [ 错因分析 ] 错解 1 　 认为第一宇宙速度是卫星的最小线速度而错选 A 项。 错解 2 　 认为同步卫星与静止在赤道上的物体具有相同的角速度，则一定具有大小相同的向心加速度而错选 D 项。 答案　 B 对人造卫星的认识 近地卫星、赤道上物体及同步卫星的区别与联系   近地卫星 ( r 1 、 ω 1 、 v 1 、 a 1 ) 同步卫星 ( r 2 、 ω 2 、 v 2 、 a 2 ) 赤道上随地球自转的物体 ( r 3 、 ω 3 、 v 3 、 a 3 ) 向心力 万有引力 万有引力 万有引力的一个分力 轨道半径 r 2 ＞ r 3 ＝ r 1 角速度 由＝ mω 2 r 得 ω ＝，故 ω 1 ＞ ω 2 同步卫星的角速度与地球自转角速度相同，故 ω 2 ＝ ω 3 ω 1 ＞ ω 2 ＝ ω 3 线速度 由＝得 v ＝，故 v 1 ＞ v 2 由 v ＝ rω 得 v 2 ＞ v 3 v 1 ＞ v 2 ＞ v 3 向心加速度 由＝ ma 得 a ＝，故 a 1 ＞ a 2 由 a ＝ ω 2 r 得 a 2 ＞ a 3 a 1 ＞ a 2 ＞ a 3