《金新學案》安徽省高三物理一輪 第4章 曲線運動 萬有引力與航天 第三講精品

第三講萬有引力與航天質(zhì)量的乘積距離的平方減小減小增大赤道平面相同相同宇宙速度數(shù)值(km/s)意義第一宇宙速度7.9這是衛(wèi)星繞地球做圓周運動的

最小發(fā)射速度，若7.9km/s≤v

＜11.2km/s，物體繞_____運行

(環(huán)繞速度)三、三種宇宙速度地球第二宇宙速度11.2這是物體掙脫地球引力束縛的最

小發(fā)射速度，若11.2km/s≤v＜

16.7km/s，物體繞_______運行

(脫離速度)第三宇宙速度16.7這是物體掙脫太陽引力束縛的最

小發(fā)射速度，若v≥16.7km/s，

物體將脫離_________在宇宙空

間運行(逃逸速度)太陽太陽系(1)三種宇宙速度均指的是發(fā)射速度，不能理解為環(huán)繞速度．(2)第一宇宙速度既是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，又是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的最大速度．四、經(jīng)典時空觀和相對論時空觀1．經(jīng)典時空觀(1)在經(jīng)典力學中，物體的質(zhì)量是不隨_____

_____而改變的．(2)在經(jīng)典力學中，同一物理過程發(fā)生的位移

和對應時間的測量結(jié)果在不同的參考系中是

________．運動狀態(tài)相同的不同的增大的2．兩種加速度——衛(wèi)星的向心加速度和隨地球自轉(zhuǎn)物體的向心加速度的比較衛(wèi)星的向心加速度物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度產(chǎn)生萬有引力萬有引力的一個分力(另一分力為重力)方向指向地心垂直指向地軸4．兩種周期——自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期的比較自轉(zhuǎn)周期是天體繞自身某軸線運動一周的時間，公轉(zhuǎn)周期是衛(wèi)星繞中心天體做圓周運動一周的時間．一般情況下天體的自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期是不等的，如：地球自轉(zhuǎn)周期為24小時，公轉(zhuǎn)周期為365天．但也有相等的，如月球，自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)周期都約為27天，所以地球上看到的都是月球固定的一面，在應用中要注意區(qū)別．三、幾種衛(wèi)星的軌道1．赤道軌道：衛(wèi)星的軌道在赤道平面內(nèi)．同步衛(wèi)星就是其中的一種．2．極地軌道：衛(wèi)星的軌道過南北兩極，即在垂直于赤道的平面內(nèi)．如定位衛(wèi)星系統(tǒng)中的衛(wèi)星軌道．3．其他軌道：除以上兩種軌道外的衛(wèi)星軌道．一切衛(wèi)星的軌道的圓心與地心重合．答案：

D答案：

B答案：

C答案：

B5.為紀念伽利略將望遠鏡用于天文觀測400周年，2009年被定為以“探索我的宇宙”為主題的國際天文年．我國發(fā)射的“嫦娥一號”衛(wèi)星經(jīng)過一年多的繞月運行，完成了既定任務，于2009年3月1日16時13分成功撞月．如右圖為“嫦娥一號”衛(wèi)星撞月的模擬圖，衛(wèi)星在控制點①開始進入撞月軌道．假設(shè)衛(wèi)星繞月球做圓周運動的軌道半徑為R，周期為T，引力常量為G.根據(jù)題中信息，以下說法正確的是(

)A．可以求出月球表面的重力加速度B．可以求出月球?qū)Α版隙鹨惶枴毙l(wèi)星的引力C．“嫦娥一號”衛(wèi)星在控制點①處應減速D．“嫦娥一號”在地面的發(fā)射速度大于11.2

km/s11.2

km/s是第二宇宙速度，是衛(wèi)星脫離地球引力的束縛成為太陽的人造行星的最小發(fā)射速度，而“嫦娥一號”衛(wèi)星并不能脫離地球引力的范圍，故其發(fā)射速度小于11.2

km/s，D項錯誤．答案：

C答案：

D萬有引力定律在天體運動中的應用答案：

CA．火星的密度和火星表面的重力加速度B．火星的質(zhì)量和火星對“螢火一號”的引力C．火星的半徑和“螢火一號”的質(zhì)量D．火星表面的重力加速度和火星對“螢火一號”的引力答案：

A天體表面重力加速度問題答案：

B2－1：因“光纖之父”高錕的杰出貢獻，早在1996年中國科學院紫金山天文臺就將一顆于1981年12月3日發(fā)現(xiàn)的國際編號為“3463”的小行星命名為“高錕星”．假設(shè)“高錕星”為均勻的球體，其質(zhì)量為地球質(zhì)量的，半徑為地球半徑的，則“高錕星”表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的(

)答案：

C宇宙速度問題的分析【思路點撥】

(1)第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的速度，在地球表面附近重力等于萬有引力可求v1.(2)衛(wèi)星受地球的萬有引力提供衛(wèi)星需要的向心力．(1)解決此類題的關(guān)鍵：要明確衛(wèi)星的第一宇宙速度等于最大環(huán)繞速度．(2)解決萬有引力定律的應用問題，盡管題目很多，但其基本方法是不變的，即把天體的運動看成圓周運動，萬有引力提供向心力．3－1：金星一直被視為是生命最不可能生存的地方，然而近年來科學家的研究和推測發(fā)現(xiàn)，地球上的生命可能來自金星．這一研究和發(fā)現(xiàn)，再一次引起了人們對金星的極大興趣．金星的半徑為6052km，密度與地球十分接近．已知地球半徑R＝6400km，地球表面重力加速度為g.則(

)答案：

B1．在地球(看做質(zhì)量均勻分布的球體)上空有許多同步衛(wèi)星，下面說法中正確的是(

)A．它們的質(zhì)量可能不同B．它們的速率可能不同C．它們的加速度大小可能不同D．它們離地心的距離可能不同答案：

A答案：

D答案：

C4．日本的“月亮女神”沿距月球表面100km的軌道飛行，我國的“嫦娥一號”沿距月球表面200km的軌道飛行，下列說法正確的是(

)A．“月亮女神”的線速度小于“嫦娥一號”的線速度B．“月亮女神”的周期小于“嫦娥一號”的周期C．“月亮女神”的周期大于“嫦娥一號”的周期D

.“月亮女神”的角速度小于“嫦娥一號”的角速度答案：

B5．火星直徑約為地球的一半，質(zhì)量約為地球的十分之一，它繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑約為地球公轉(zhuǎn)半徑的1.5倍．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，以下說法正確的是(

)A．火星表面重力加速度的數(shù)值比地球表面的小B．火星公轉(zhuǎn)的周期比地球的短C．火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大D．火星公轉(zhuǎn)的向心加速度比地球的大答案：

A6．某網(wǎng)站報道，美科學家發(fā)現(xiàn)太陽系外第一顆“全宜居”行星，其質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍．如果某一天發(fā)射一顆載人航天器到該行星上去，測得一個在地球表面質(zhì)量為50kg的人在該行星表面的重力約為800N，而地球表面處的重力加速度為10m/s2.根據(jù)上述信息，你認為下列說法正確的是(

)A．載人航天器的發(fā)射速度約為7.9km/sB．載人航天器的發(fā)射速度小于11.2km/sC．該行星的半徑與地球的半徑之比約為2D．該行星的半徑與地球的半徑之比約為3答案：

C9．雙星模型模型特點：在天體模型中，將兩顆彼此距離較近的恒星稱為雙星，它們在相互之間萬有引力作用下，繞兩星球連線上某點做周期相同的勻速圓周運動．1．彼此間的萬有引力是雙星各自做圓周運動的向心力——作用力和反作用力．2．雙星具有共同的角速度．3．雙星始終