天體運(yùn)動(dòng)模型

1、天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的處理方法,（1）繞自身中心的某一軸以一定的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的天體稱為 “自轉(zhuǎn)”天體。在其表面上相對(duì)天體靜止的物體則隨自轉(zhuǎn)天體，做與天體自轉(zhuǎn)角速度相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。萬(wàn)有引力的一個(gè)分力提供向心力，另一個(gè)分力即為重力。從赤道到兩極因做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑逐漸減小，故所需的向心力逐漸減小，重力逐漸增大。,1.“自轉(zhuǎn)”天體模型,（2）研究物體在赤道和兩極上時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,赤道,兩極,星球的解題問(wèn)題,物體從赤道到兩極，質(zhì)量不變，重力加速度變大，導(dǎo)致重力變大。,赤道上物體繞地球自轉(zhuǎn)的向心加速度,近地衛(wèi)星的加速度（向心加速度）,兩者相差很大。,（3）區(qū)分兩個(gè)加速度,赤道上物體繞地球自轉(zhuǎn)的向心力是由萬(wàn)有引

2、力的一個(gè)分力提供的；而近地衛(wèi)星的向心力是由萬(wàn)有引力提供的。,1.（2008年四川延考區(qū)理綜卷18）如圖，地球赤道上山丘e，近地資源衛(wèi)星p和同步通信衛(wèi)星q均在赤道平面上繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)e、p、q的圓周運(yùn)動(dòng)速率分別為v1、v2、v3，向心加速度分別為a1、a2、a3，則（ ） a.v1v2v3 b.v1v2v3 c.a1a2a3 d.a1a3a2,d,解析：對(duì)p、q：,r3 r2 ， a3a2 ， v3v2 ，,b、c錯(cuò)。,e、q的角速度相同（周期均為24小時(shí)） ，,a錯(cuò)。,d正確。,1. 某星球可視為球體，其自轉(zhuǎn)周期為t，在它的兩極上，用彈簧秤稱得某物體的重量為p；在它的赤道上，用彈簧秤

3、稱得該物體的重量為0.6p，該行星的平均密度是多少？,物體在赤道時(shí),解：物體在兩極時(shí),該行星的平均密度,聯(lián)立式解出,地面上的物體所受萬(wàn)有引力有兩個(gè)分力，一個(gè)是重力，另一個(gè)提供物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力。,2.地球赤道上有一物體隨地球一起自轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，所受向心力為f1，向心加速度為a1，線速度為v1，角速度為1；繞地球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星（高度可忽略）所受向心力為f2，向心加速度為a2，線速度為v2，角速度為2；地球同步衛(wèi)星所受向心力為f3，向心加速度為a3，線速度為v3，角速度為3；地球表面重力加速度為g，第一宇宙速度為v，假設(shè)三者質(zhì)量相等，則下述關(guān)系正確的是（ ） a.f1=f2f3

4、b.a1=a2=ga3 c.v2=vv3v1 d.1=32,c d,1.同步衛(wèi)星,3. 人造地球衛(wèi)星,2.近地衛(wèi)星,（1） “雙星”是宇宙中兩顆相隔一定距離，圍繞其連線上的某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的天體。構(gòu)成“雙星”的兩個(gè)天體間具有大小相等的向心力（即兩者之間的萬(wàn)有引力）、周期、角速度等，這是解決“雙星”問(wèn)題的突破口。注意在“雙星”問(wèn)題中，引力半徑和軌道半徑并不相等。,3“雙星”天體模型,（2）研究方法：萬(wàn)有引力提供向心力,1.（2008年寧夏理綜卷23）天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星。雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍。利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動(dòng)特征可推算出它們的總質(zhì)量。已

5、知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期均為t，兩顆恒星之間的距離為r，試推算這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量。（引力常量為g）,（1）繞另一天體（稱為中心天體）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的天體稱為“公轉(zhuǎn)”天體。其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由中心天體對(duì)其的萬(wàn)有引力提供。如人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)，地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)等。,利用“黃金代換”。物體在天體表面的重力大小等于天體對(duì)物體的萬(wàn)有引力。（不考慮天體自轉(zhuǎn)因素的影響）,（2）研究方法：抓住兩條思路,利用萬(wàn)有引力提供所需的向心力,2“公轉(zhuǎn)”天體模型,線速度,角速度,周期,深刻理解開(kāi)普勒第三定律,專(zhuān)題一 衛(wèi)星或行星的運(yùn)動(dòng)有什么規(guī)律？,衛(wèi)星或行星繞同一中心天

6、體的運(yùn)動(dòng)近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所需的向心力由處于軌道中心處的中心天體對(duì)它的萬(wàn)有引力所提供。近地衛(wèi)星所受到的萬(wàn)有引力等于衛(wèi)星重力。,同一軌道圓周運(yùn)動(dòng)的線速度、角速度、周期都相同，跟衛(wèi)星的質(zhì)量無(wú)關(guān)。衛(wèi)星離地面越高（軌道半徑越大），線速度越小，角速度越小，周期越大。,“貧者愈貧”,專(zhuān)題二 如何求第一宇宙速度？,方法1：根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力的基本方程,方法2：根據(jù)“黃金代換”,聯(lián)立兩式解出,第一宇宙速度是人造衛(wèi)星的最小的地面發(fā)射速度，也是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的速度，也叫環(huán)繞速度。第一宇宙速度是人造衛(wèi)星最大的環(huán)繞速度。,第一宇宙速度由中心天體決定，任何一個(gè)星體都有都有自己的第一

7、宇宙速度。涉及到星體質(zhì)量時(shí)，通常用方法1求第一宇宙速度。,如果涉及到星體表面的重力加速度，通常用方法2求第一宇宙速度。有時(shí)需要根據(jù)物體在星體表面的拋體運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)求星體表面的重力加速度。,專(zhuān)題三 如何求中心天體的質(zhì)量和密度？,方法1：利用天體的衛(wèi)星求解,如果已知描述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度v、周期t（、f）、半徑r三個(gè)物理量中的兩個(gè)，就可以求出中心天體的質(zhì)量。如果再已知天體的半徑，還可以求出天體的密度。,方法2：利用天體表面的重力加速度求解,如果涉及到中心天體表面的重力加速度，通常用方法2求中心天體的質(zhì)量。有時(shí)需要根據(jù)物體在星體表面重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)先求出星體表面的重力加速度。,卡文迪許是第一個(gè)稱出地球質(zhì)

8、量的人。,對(duì)于近地衛(wèi)星，r=r，,專(zhuān)題四 如何處理衛(wèi)星變軌問(wèn)題？,衛(wèi)星繞天體穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，萬(wàn)有引力提供了衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。當(dāng)衛(wèi)星所受的萬(wàn)有引力或衛(wèi)星的速度由于某種原因突然改變時(shí)，提供的向心力和需要的向心力不再相等，出現(xiàn)變軌問(wèn)題。衛(wèi)星從低軌道向高軌道運(yùn)行前需要先加速，萬(wàn)有引力小于所需的向心力，提供向心力不足，衛(wèi)星做“離心”運(yùn)動(dòng)。此后萬(wàn)有引力做負(fù)功，到高軌道后圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)行速度變小。衛(wèi)星從高軌道向低軌道運(yùn)行前需要先減速，萬(wàn)有引力大于所需的向心力，提供向心力過(guò)剩，衛(wèi)星做“近心”運(yùn)動(dòng)，此后萬(wàn)有引力做正功，到達(dá)低軌道后圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)行速度變大。,實(shí)際的衛(wèi)星發(fā)射并不是一次送入最終軌道，主要掌握先圓周

9、軌道再橢圓軌道最后進(jìn)入圓軌道的變軌規(guī)律和特點(diǎn)，明確在圓軌道和橢圓軌道交點(diǎn)位置萬(wàn)有引力和加速度相同，變軌時(shí)線速度不同。在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)，由開(kāi)普勒第二定律可知，離地球越近線速度越大，越遠(yuǎn)線速度則越小。,運(yùn)行速度是指人造地球衛(wèi)星在軌道上的運(yùn)動(dòng)的線速度，其大小隨軌道半徑的增大而減小。發(fā)射速度指將衛(wèi)星送到離地球較遠(yuǎn)的軌道上，在地面發(fā)射衛(wèi)星時(shí)需要一次性所達(dá)到的速度，離地球越遠(yuǎn)，克服地球引力做功越多，發(fā)射速度越大。發(fā)射速度是以地心為參考系而言的，在地球的赤道上，沿地球自轉(zhuǎn)的方向發(fā)射衛(wèi)星最節(jié)能。,第一宇宙速度v=7.9km/s 是地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，等于衛(wèi)星繞地球勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大環(huán)繞速度，圓周運(yùn)動(dòng)半徑

10、約等于地球半徑。第二宇宙速度v=11.2km/s 是衛(wèi)星掙脫地球束縛的最小速度。第三宇宙速度v=16.7km/s 是衛(wèi)星掙脫太陽(yáng)束縛的最小速度。沒(méi)有環(huán)繞速度等于11.2km/s、16.7km/s的地球衛(wèi)星。,衛(wèi)星繞地球勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大環(huán)繞速度v=7.9km/s，圓周運(yùn)動(dòng)大于7.9km/s的環(huán)繞速度不存在，但是對(duì)于橢圓運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星的運(yùn)行速度有大于7.9km/s的情況。,專(zhuān)題五 衛(wèi)星的運(yùn)行速度和發(fā)射速度,10.（2009年安徽理綜卷15）2009年2月11日，俄羅斯的“宇宙-2251”衛(wèi)星和美國(guó)的“銥-33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805km處發(fā)生碰撞。這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件。碰撞過(guò)

11、程中產(chǎn)生的大量碎片可能會(huì)影響太空環(huán)境。假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓，甲的運(yùn)行速率比乙的大，則下列說(shuō)法中正確的是（ ） a甲的運(yùn)行周期一定比乙的長(zhǎng) b甲距地面的高度一定比乙的高 c甲的向心力一定比乙的小 d甲的加速度一定比乙的大,d,【解析】由于未知兩碎片的質(zhì)量，無(wú)法判斷向心力的大小，故c錯(cuò),17.（2007年天津理綜卷17）我國(guó)繞月探測(cè)工程的預(yù)先研究和工程實(shí)施已取得重要進(jìn)展。設(shè)地球、月球的質(zhì)量分別為m1 、m2 ，半徑分別為r1 、r2 ，人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度為v ，對(duì)應(yīng)的環(huán)繞周期為t ，則環(huán)繞月球表面附近圓軌道飛行的探測(cè)器的速度和周期分別為 ( ),a,解析：,15.（

12、2007高考理綜北京卷15）不久前歐洲天文學(xué)家在太陽(yáng)系之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類(lèi)居住的行星，命名為“格利斯581c”。該行星的質(zhì)量是地球的5倍，直徑是地球的1.5倍。設(shè)想在該行星表面附近繞行星圓軌道運(yùn)行的人造衛(wèi)星的動(dòng)能為ek1，在地球表面附近繞地球沿圓軌道運(yùn)行的相同質(zhì)量的人造衛(wèi)星的動(dòng)能為ek2，則ek1/ ek2為 ( ) a0.13 b0.3 c3.33 d7.5,c,解析：第一宇宙速度,衛(wèi)星質(zhì)量相同，動(dòng)能之比等于速度平方之比,7.（2009年寧夏理綜卷15）地球和木星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道都可以看作是圓形的。已知木星的軌道半徑約為地球軌道半徑的5.2倍，則木星與地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的線速度之比約為（

13、） a0.19 b0.44 c2.3 d 5.2,b,【解析】天體的運(yùn)動(dòng)滿足萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力即,帶入數(shù)據(jù),b項(xiàng)正確。,8.（2009年重慶理綜卷17）據(jù)報(bào)道，“嫦娥一號(hào)”和“嫦娥二號(hào)”繞月飛行器的圓形軌道距月球表面分別約為200km和100km，運(yùn)動(dòng)速率分別為v1和v2，那么v1和v2的比值為（月球半徑取1700km）（ ）,c,【解析】“嫦娥一號(hào)”和“嫦娥二號(hào)”繞月作圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力提供向心力有,19.（2007年重慶理綜卷19）土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一是土星的兩顆衛(wèi)星,都沿近似為圓周的軌道繞土星運(yùn)動(dòng).其參數(shù)如表,兩衛(wèi)星相比土衛(wèi)十 ( ) a.受土星的萬(wàn)有引力較大 b.繞土星的圓周運(yùn)動(dòng)的周期較

14、大 c.繞土星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度較大 d.動(dòng)能較大,a d,模型化歸：地球的衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,17. （2008年理綜北京卷17）據(jù)媒體報(bào)道,嫦娥一號(hào)衛(wèi)星環(huán)月工作軌道為圓軌道,軌道高度200 km,運(yùn)行周期127分鐘。若還知道引力常量和月球平均半徑,僅利用以上條件不能求出的是（ ） a月球表面的重力加速度 b月球?qū)πl(wèi)星的吸引力 c衛(wèi)星繞月球運(yùn)行的速度 d衛(wèi)星繞月運(yùn)行的加速度,b,解析：,因?yàn)椴恢佬l(wèi)星的質(zhì)量，所以不能求出月球?qū)πl(wèi)星的吸引力。,g可求,20. （2008年四川理綜卷20） 1990年4月25日，科學(xué)家將哈勃天文望遠(yuǎn)鏡送上距地球表面約600 km的高空，使得人類(lèi)對(duì)宇宙中星體的觀測(cè)

15、與研究有了極大的進(jìn)展。假設(shè)哈勃望遠(yuǎn)鏡沿圓軌道繞地球運(yùn)行。已知地球半徑為6.4106m，利用地球同步衛(wèi)星與地球表面的距離為3.6107m這一事實(shí)可得到哈勃望遠(yuǎn)鏡繞地球運(yùn)行的周期。以下數(shù)據(jù)中最接近其運(yùn)行周期的是（ ） a0.6小時(shí) b1.6小時(shí) c4.0小時(shí) d24小時(shí),b,解析：由開(kāi)普勒第三定律得,9.（2009年四川理綜卷15）據(jù)報(bào)道，2009年4月29日，美國(guó)亞利桑那州一天文觀測(cè)機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)一顆與太陽(yáng)系其它行星逆向運(yùn)行的小行星，代號(hào)為2009hc82。該小行星繞太陽(yáng)一周的時(shí)間為3.39年，直徑23千米，其軌道平面與地球軌道平面呈1550的傾斜。假定該小行星與地球均以太陽(yáng)為中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則小

16、行星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的速度大小的比值為（ ） a. b. c. d.,a,15.（2009年北京理綜卷22）已知地球半徑為r，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。 （1）推到第一宇宙速度v1的表達(dá)式； （2）若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運(yùn)行周期t。,【解析】（1）設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球的質(zhì)量為m，,（2）衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于它受到的萬(wàn)有引力,25.（ 2008年全國(guó)理綜卷25）我國(guó)發(fā)射的“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星沿近似于圓形軌道繞月飛行。為了獲得月球表面全貌的信息，讓衛(wèi)星軌道平面緩慢變化。衛(wèi)星將獲得的信息持續(xù)用微波信號(hào)發(fā)回地球。設(shè)地球和月球的質(zhì)量分別

17、為m和m，地球和月球的半徑分別為r和r1，月球繞地球的軌道半徑和衛(wèi)星繞月球的軌道半徑分別為r和r1，月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為t。假定在衛(wèi)星繞月運(yùn)行的一個(gè)周期內(nèi)衛(wèi)星軌道平面與地月連心線共面，求在該周期內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射的微波信號(hào)因月球遮擋而不能到達(dá)地球的時(shí)間（用m、m、r、r1、r、r1和t表示，忽略月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)遮擋時(shí)間的影響）。,設(shè)探月衛(wèi)星的質(zhì)量為m0，萬(wàn)有引力常量為g ，根據(jù)萬(wàn)有引力定律有,式中，t1是探月衛(wèi)星繞月球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期。,由式得,設(shè)衛(wèi)星的微波信號(hào)被遮擋的時(shí)間為t，則由于衛(wèi)星繞月做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，應(yīng)有,式中， coa doa ，cob。,由幾何關(guān)系得,rcosrr1 ,r1cosr1 ,由式得

18、,10.（2007年高考江蘇卷10）假設(shè)太陽(yáng)系中天體的密度不變，天體直徑和天體之間距離都縮小到原來(lái)的一半，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列物理量變化正確的是 ( ) a、地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半 b、地球的向心力變?yōu)榭s小前的1/16 c、地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期與縮小前的相同 d、地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半,b c,解析：天體的密度不變，天體直徑和天體之間距離都縮小到原來(lái)的一半，則地球和太陽(yáng)的質(zhì)量縮小到原來(lái)的1/8,地球和太陽(yáng)的距離縮小到原來(lái)的1/2,即,地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的向心力,地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期t,16.（2007年高考廣東卷16）土星周?chē)性S多大小不等的巖石顆粒，其繞土星的運(yùn)

19、動(dòng)可視為圓周運(yùn)動(dòng)。其中有兩個(gè)巖石顆粒a和b與土星中心距離分別為ra=8.0104km和rb=1.2105km。忽略所有巖石顆粒間的相互作用。（結(jié)果可用根式表示） （1）求巖石顆粒a和b的線速度之比。 （2）求巖石顆粒a和b的周期之比。 （3）土星探測(cè)器上有一物體，在地球上重為10n，推算出他在距土星中心3.2105km處受到土星的引力為0.38n。已知地球半徑為6.4103km，請(qǐng)估算土星質(zhì)量是地球質(zhì)量的多少倍？,解析 設(shè)土星質(zhì)量為m0 ，顆粒質(zhì)量為m ，顆粒距土星中心距離為r，線速度為v，根據(jù)牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律：,a、b兩顆粒的線速度大小之比,設(shè)顆粒繞土星作圓周運(yùn)動(dòng)的周期為t，則：,

20、a、b兩顆粒的周期之比,設(shè)地球質(zhì)量為m，地球半徑為r0，地球上物體的重力可視為萬(wàn)有引力，探測(cè)器上物體質(zhì)量為m0，在地球表面重力為g0，距土星中心r0 3.2105 km處的引力為g0 ，根據(jù)萬(wàn)有引力定律：,16. （2006年理綜全國(guó)卷16）我國(guó)將要發(fā)射一顆繞月運(yùn)行的探月衛(wèi)星“嫦娥1號(hào)”。設(shè)該衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面。已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/81，月球的半徑約為地球半徑的1/4,地球上的第一宇宙速度約為7.9km/s，則該探月衛(wèi)星繞月運(yùn)行的速率約為（） a.0.4km/s b.1.8km/s c.11km/s d.36km/s,b,解析：由于月球表面的重力加速度大約為地球表面

21、重力加速度的六分之一，而月球的半徑約為地球半徑的四分之一，根據(jù)第一宇宙速度的公式可知，月球的第一宇宙速度大約是地球的五分之一，由此可判斷選項(xiàng)a、c、d錯(cuò)誤，只有b選項(xiàng)最近地球第一宇宙速度的五分之一,估算法,5.（2009年海南物理卷6）近地人造衛(wèi)星1和2繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期分別為t1和t2,設(shè)在衛(wèi)星1、衛(wèi)星2各自所在的高度上的重力加速度大小分別為g1、g2，則（ ）,b,【解析】根據(jù)開(kāi)普勒第三定律,3.（2009年廣東物理卷5）發(fā)射人造衛(wèi)星是將衛(wèi)星以一定的速度送入預(yù)定軌道。發(fā)射場(chǎng)一般選擇在盡可能靠近赤道的地方。如圖，這樣選址的優(yōu)點(diǎn)是，在赤道附近（ ） a地球的引力較大 b地球自轉(zhuǎn)線速度較

22、大 c重力加速度較大 d地球自轉(zhuǎn)角速度較大,【解析】由于發(fā)射衛(wèi)星需要將衛(wèi)星以一定的速度送入運(yùn)動(dòng)軌道，在靠進(jìn)赤道處的地面上的物體的線速度最大，發(fā)射時(shí)較節(jié)能，因此b正確。,b,6.（2009年廣東理科基礎(chǔ)11）宇宙飛船在半徑為r。的軌道上運(yùn)行，變軌后的半徑為r2，r1r2。宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則變軌后宇宙飛船的（ ） a線速度變小 b角速度變小 c周期變大 d向心加速度變大,d,【解析】根據(jù),可知變軌后飛船的線速度變大，a錯(cuò)。角速度變大b錯(cuò)。周期變小c錯(cuò)。向心加速度在增大d正確。,12. （2008年廣東卷物理12）圖是“嫦娥一號(hào)奔月”示意圖，衛(wèi)星發(fā)射后通過(guò)自帶的小型火箭多次變軌，進(jìn)入地

23、月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開(kāi)展對(duì)月球的探測(cè)，下列說(shuō)法正確的是（ ） a發(fā)射“嫦娥一號(hào)”的速度必須達(dá)到第三宇宙速度 b在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān) c衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比 d在繞月軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力,c,解析：由于發(fā)射過(guò)程中多次變軌，在開(kāi)始發(fā)射時(shí)其發(fā)射速度必須比第一宇宙速度大，不需要達(dá)到第三宇宙速度，選項(xiàng)a錯(cuò)誤。在繞月軌道上，根據(jù) 可知衛(wèi)星的周期與衛(wèi)星的質(zhì)量無(wú)關(guān)，選項(xiàng)b錯(cuò)誤，選項(xiàng)c正確。由于繞月球運(yùn)動(dòng)，地球?qū)πl(wèi)星的引力較小，故選項(xiàng)d錯(cuò)誤。,12.（2009年山東理綜卷18）2008年9月25日至28日我國(guó)成功實(shí)施了“

24、神舟”七號(hào)載入航天飛行并實(shí)現(xiàn)了航天員首次出艙。飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)343千米處點(diǎn)火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運(yùn)行周期約為90分鐘。下列判斷正確的是（ ） a飛船變軌前后的機(jī)械能相等 b飛船在圓軌道上時(shí)航天員出艙前后都處于失重狀態(tài) c飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角度速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度 d飛船變軌前通過(guò)橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度大于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的加速度,b c,【解析】飛船點(diǎn)火變軌，前后的機(jī)械能不守恒，所以a不正確。飛船在圓軌道上時(shí)萬(wàn)有引力來(lái)提供向心力，航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)，b正確。飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期90分鐘小于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的

25、周期24小時(shí)，根據(jù)t=2/，飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角度速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度，c正確。飛船變軌前通過(guò)橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)只有萬(wàn)有引力來(lái)提供加速度，變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)也是只有萬(wàn)有引力來(lái)提供加速度，所以相等，d不正確。,13. （2009年福建理綜卷14）“嫦娥一號(hào)”月球探測(cè)器在環(huán)繞月球運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)探測(cè)器運(yùn)行的軌道半徑為r，運(yùn)行速率為v，當(dāng)探測(cè)器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時(shí)（ ） a. r、v都將略為減小 b. r、v都將保持不變 c. r將略為減小，v將略為增大 d. r將略為增大，v將略為減小,【解析】當(dāng)探測(cè)器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時(shí)，引力變大，探測(cè)器做近心

26、運(yùn)動(dòng)，曲率半徑略為減小，同時(shí)由于引力做正功，動(dòng)能略為增加，所以速率略為增大。,c,19.（2007年上海卷19a）宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過(guò)時(shí)間5t小球落回原處。（取地球表面重力加速度g10m/s2，空氣阻力不計(jì)） （1）求該星球表面附近的重力加速度g ； （2）已知該星球的半徑與地球半徑之比為r星:r地1:4，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比m星:m地。,解析 ,（2）,17.（2007年理綜四川卷17）我國(guó)探月的“嫦娥工程”已啟動(dòng)，在不久的將來(lái)，我國(guó)宇航員將登上月球。假如宇航員在月球上測(cè)得擺長(zhǎng)為l的

27、單擺做小振幅振動(dòng)的周期為t，將月球視為密度均勻、半徑為r的球體，則月球的密度為 ( ),解析：,解得：,b,“黃金代換”中的重力加速度是聯(lián)系萬(wàn)有引力定律和物體在星球表面重力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的橋梁。,11.（07年物理海南卷11）設(shè)地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為r，速度為v，則太陽(yáng)的質(zhì)量可用v、r和 引力常量g表示為_(kāi)。 太陽(yáng)圍繞銀河系中心的運(yùn)動(dòng)可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速率約為地球公轉(zhuǎn)速率的7倍,軌道半徑約為地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的2109倍。為了粗略估算銀河系中恒星的數(shù)目，可認(rèn)為銀河系中所有恒星的質(zhì)量都集中在銀河系中心，且銀河系中恒星的平均質(zhì)量約等于太陽(yáng)質(zhì)量，則銀河系中恒星數(shù)目約為_(kāi)。,1011,解析

28、：設(shè)地球的質(zhì)量為m,太陽(yáng)的質(zhì)量m,由萬(wàn)有引力定律,設(shè)銀河系的質(zhì)量為m1,14.（2007年理綜寧夏卷14）天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其運(yùn)動(dòng)，并測(cè)出了行星的軌道半徑和運(yùn)行周期。由此可推算出 （ ） a行星的質(zhì)量 b行星的半徑 c恒星的質(zhì)量 d恒星的半徑,c,解析：,而行星的質(zhì)量、行星的半徑及恒星的半徑是無(wú)法求出的，所以正確答案為c,所以c正確。,gk004.2008年高考物理上海卷1a,1a某行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)可近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知行星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，周期為t，萬(wàn)有引力恒量為g，則該行星的線速度大小為_(kāi)，太陽(yáng)的質(zhì)量可表示為_(kāi)。,該行星的線速度,由萬(wàn)有引力定律,解得太陽(yáng)的

29、質(zhì)量,解析：,7. （2008年上海理綜卷7）有同學(xué)這樣探究太陽(yáng)的密度：正午時(shí)分讓太陽(yáng)光垂直照射一個(gè)當(dāng)中有小孔的黑紙板，接收屏上出現(xiàn)一個(gè)小圓斑；測(cè)量小圓斑的直徑和黑紙板到接收屏的距離，可大致推出太陽(yáng)直徑。他掌握的數(shù)據(jù)是：太陽(yáng)光傳到地球所需的時(shí)間、地球的公轉(zhuǎn)周期、萬(wàn)有引力恒量；在最終得出太陽(yáng)密度的過(guò)程中，他用到的物理規(guī)律是小孔成像規(guī)律和（ ） a.牛頓第二定律 b.萬(wàn)有引力定律 c.萬(wàn)有引力定律、牛頓第二定律 d. 萬(wàn)有引力定律、牛頓第三定律,c,解析：根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律 可得太陽(yáng)的質(zhì)量，,根據(jù)小孔成像規(guī)律和相似三角形的知識(shí)可得太陽(yáng)的直徑d，,故可求出太陽(yáng)的密度。,1.（2009年全

30、國(guó)理綜卷19）天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系外的一顆行星。這顆行星的體積是地球的4.7倍，質(zhì)量是地球的25倍，已知某一近地衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期約為1.4小時(shí)，引力常量g=6.6710-11nm2/kg2，由此佑算該行星的平均密度約為（ ） 1.8103kg/m3 5.6103kg/m3 1.1104kg/m3 2.9104kg/m3,【解析】本題考查天體運(yùn)動(dòng)的知識(shí).首先根據(jù)近地衛(wèi)星饒地球運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供,可求出地球的密度,可得該行星的密度約為2.9104kg/m3,d,22.（2007年理綜山東卷22）2007年4月24日，歐洲科學(xué)家宣布在太陽(yáng)之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類(lèi)居住的類(lèi)地行星glie

31、se581c。這顆圍繞紅矮星gliese581運(yùn)行的星球有類(lèi)似地球的溫度，表面可能有液態(tài)水存在，距離地球約為20光年，直徑約為地球的1.5倍 ，質(zhì)量約為地球的5倍，繞紅矮星gliese581運(yùn)行的周期約為13天。假設(shè)有一艘宇宙飛船飛臨該星球表面附近軌道，下列說(shuō)法正確是 ( ) a.飛船在gliese581c表面附近運(yùn)行的周期約為13天 b.飛船在gliese581c表面附近運(yùn)行時(shí)的速度大于7.9 km/s c.人在gliese581c上所受重力比在地球上所受重力大 d.gliese581c的平均密度比地球平均密度小,b c,解析:因?yàn)樾行莋liese581c運(yùn)行的軌道半徑和紅矮星gliese5

32、81的質(zhì)量未知，所以繞飛船繞行星gliese581c運(yùn)行的周期與行星gliese581c繞紅矮星gliese581運(yùn)行的周期無(wú)法比較.a錯(cuò).,v 7.9 km/s, b對(duì),c對(duì),d錯(cuò),【易錯(cuò)提醒】分不清飛船繞行星運(yùn)動(dòng)的周期與行星繞紅矮星運(yùn)動(dòng)的周期而選a.,2.（2009年上海物理卷 8）牛頓以天體之間普遍存在著引力為依據(jù)，運(yùn)用嚴(yán)密的邏輯推理，建立了萬(wàn)有引力定律。在創(chuàng)建萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中，牛頓（ ） a. 接受了胡克等科學(xué)家關(guān)于“吸引力與兩中心距離的平方成反比”的猜想 b. 根據(jù)地球上一切物體都以相同加速度下落的事實(shí)，得出物體受地球的引力與其質(zhì)量成正比，即fm的結(jié)論 c. 根據(jù)fm和牛頓第三定

33、律，分析了地月間的引力關(guān)系，進(jìn)而得出fm1m2 d. 根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出了比例系數(shù)g的大小,a b c,【解析】題干要求“在創(chuàng)建萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中”，牛頓知識(shí)接受了平方反比猜想，和物體受地球的引力與其質(zhì)量成正比，即fm的結(jié)論，而提出萬(wàn)有引力定律后，后來(lái)卡文迪許利用卡文迪許扭稱測(cè)量出萬(wàn)有引力常量g的大小，因此選項(xiàng)a、b、c正確。,20.（2007年理綜全國(guó)卷.20）假定地球、月球都靜止不動(dòng)，用火箭從地球沿地月連線發(fā)射一探測(cè)器。假定探測(cè)器在地球表面附近脫離火箭。用w表示探測(cè)器從脫離火箭處到月球的過(guò)程中克服地球引力做的功，用ek表示探測(cè)器脫離火箭時(shí)的動(dòng)能，若不計(jì)空氣阻力，則（ ） ek必須大于或等于w，探測(cè)器才能到達(dá)月球 ek小于w，探測(cè)器也可能到達(dá)月球 c. ek1/2 w，探測(cè)器一定能到達(dá)月球 d. ek 1/2 w ，探測(cè)器一定不能到達(dá)月球,b d,解析：由于地球的質(zhì)量比月球的質(zhì)量大得多，根據(jù)萬(wàn)有引力定律可知，在地球月球連線上，地球?qū)μ綔y(cè)器的萬(wàn)有引力和月球?qū)μ綔y(cè)器的萬(wàn)有引力大小相等的點(diǎn)距離