2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 第5講 萬(wàn)有引力與天體運(yùn)動(dòng)課件.ppt

第5講萬(wàn)有引力與天體運(yùn)動(dòng) 總綱目錄 考點(diǎn)1天體質(zhì)量和密度的估算 1 利用天體表面的重力加速度g和天體半徑R 由于G mg 故天體質(zhì)量M 天體密度 2 通過(guò)觀察衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T和軌道半徑r 1 由萬(wàn)有引力提供向心力 即G mr 得出中心天體質(zhì)量M 2 若已知天體半徑R 則天體的平均密度 3 若天體的衛(wèi)星在天體表面附近環(huán)繞天體運(yùn)動(dòng) 可認(rèn)為其軌道半徑r等于天體半徑R 則天體密度 可見(jiàn) 只要測(cè)出衛(wèi)星環(huán)繞天體表面運(yùn)動(dòng)的周期T 就可估算出中心天體的密度 1 宇航員在地球上的水平地面將一小球平拋 使小球產(chǎn)生一定的水平位移 當(dāng)他登陸一半徑為地球半徑2倍的天體后 站在該天體水平地面上以和在地球上完全相同的方式平拋小球 測(cè)得小球的水平位移大約是地球上平拋時(shí)的4倍 宇航員由此估算該天體的質(zhì)量M1約為 式中M為地球的質(zhì)量 A MB 2MC MD 4M 答案C根據(jù)平拋規(guī)律可計(jì)算天體表面重力加速度 豎直方向h gt2 水平方向x vt 可得g1 g 再由天體表面萬(wàn)有引力F G mg R1 2R 可得M1 C正確 2 2018天津理綜 6 6分 多選 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)志我國(guó)成為世界上少數(shù)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 通過(guò)觀測(cè)可以得到衛(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速度 若將衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)看做是勻速圓周運(yùn)動(dòng) 且不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以計(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 答案CD本題考查萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用 設(shè)衛(wèi)星離地面的高度為h 則有G m R h 結(jié)合m0g 得h R R 又v R h 可見(jiàn)C D項(xiàng)均正確 因?yàn)樾l(wèi)星的質(zhì)量未知 故無(wú)法算出衛(wèi)星向心力的大小和衛(wèi)星的密度 故A B錯(cuò)誤 3 我國(guó)航天事業(yè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展 航天技術(shù)位于世界前列 在航天控制中心對(duì)其正上方某衛(wèi)星測(cè)控時(shí) 測(cè)得從發(fā)送 操作指令 到接收到衛(wèi)星 已操作 的信息需要的時(shí)間為2t 設(shè)衛(wèi)星接收到 操作指令 后立即操作 并立即發(fā)送 已操作 的信息到控制中心 測(cè)得該衛(wèi)星運(yùn)行周期為T 地球半徑為R 電磁波的傳播速度為c 由此可以求出地球的質(zhì)量為 A B C D 答案B由x vt可得 衛(wèi)星與地面的距離為x c 2t ct衛(wèi)星的軌道半徑為r R x R ct由萬(wàn)有引力提供向心力可得 G mr解得M 故B正確 4 多選 某行星外圍有一圈厚度為d的發(fā)光帶 發(fā)光的物質(zhì) 簡(jiǎn)化為如圖甲所示模型 R為該行星除發(fā)光帶以外的半徑 現(xiàn)不知發(fā)光帶是該行星的組成部分還是環(huán)繞該行星的衛(wèi)星群 某科學(xué)家做了精確地觀測(cè) 發(fā)現(xiàn)發(fā)光帶繞行星中心的運(yùn)行速度v與到行星中心的距離r的關(guān)系如圖乙所示 圖中所標(biāo)為已知 則下列說(shuō)法正確的是 答案BC若發(fā)光帶是該行星的組成部分 則其角速度與行星自轉(zhuǎn)角速度相同 應(yīng)有v r v與r應(yīng)成正比 與圖像不符 因此發(fā)光帶不是該行星的組成部分 而是環(huán)繞該行星的衛(wèi)星群 故A錯(cuò)誤 萬(wàn)有引力提供向心力 則有G m 得該行星的質(zhì)量M 由題圖乙知 r R時(shí) v v0 則有M 故B正確 當(dāng)r R時(shí)有mg m 得行星表面的重力加速度g 故C正確 該行星的平均密度為 故D錯(cuò)誤 方法技巧估算天體質(zhì)量和密度時(shí)要注意三點(diǎn) 1 不考慮自轉(zhuǎn)時(shí) 有G mg 若考慮自轉(zhuǎn) 則在兩極上才有G mg 而赤道上則有G mg mR 2 利用G mr只能計(jì)算中心天體的質(zhì)量 不能計(jì)算繞行天體的質(zhì)量 3 注意區(qū)分軌道半徑r和中心天體的半徑R 計(jì)算中心天體密度時(shí)應(yīng)用 而不是 考點(diǎn)2天體運(yùn)行參量及比較 1 定量分析法 1 列出連等式 G ma m m 2r mr 2 導(dǎo)出四個(gè)表達(dá)式 a G v T 3 結(jié)合r大小關(guān)系 比較得出a v T的大小關(guān)系 2 定性結(jié)論法將下述結(jié)論牢記于心 r越大 向心加速度 線速度 角速度均越小 而周期越大 1 在赤道平面內(nèi)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的三顆衛(wèi)星m1 m2 m3 它們的軌道半徑分別為r1 r2 r3 且r1 r2 r3 其中m2為同步衛(wèi)星 若三顆衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的向心力大小相等 則 A 相同的時(shí)間內(nèi) m1通過(guò)的路程最大B 三顆衛(wèi)星中 m3的質(zhì)量最大C 三顆衛(wèi)星中 m3的速度最大D m1繞地球運(yùn)動(dòng)的周期小于24小時(shí) 答案C根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得 m 解得v 由于r1 r2 r3 故v1r2 r3 故m3的質(zhì)量最小 故B錯(cuò)誤 據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得 mr 可得衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期T 顯然軌道半徑越大 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期越大 故m1的周期大于m2的周期 而衛(wèi)星m2的周期為24小時(shí) 故m1的周期大于24小時(shí) 故D錯(cuò)誤 2 2018江蘇單科 1 3分 我國(guó)高分系列衛(wèi)星的高分辨對(duì)地觀察能力不斷提高 今年5月9日發(fā)射的 高分五號(hào) 軌道高度約為705km 之前已運(yùn)行的 高分四號(hào) 軌道高度約為36000km 它們都繞地球做圓周運(yùn)動(dòng) 與 高分四號(hào) 相比 下列物理量中 高分五號(hào) 較小的是 A 周期B 角速度C 線速度D 向心加速度 答案A設(shè)地球質(zhì)量為M 衛(wèi)星質(zhì)量為m 軌道半徑為R 衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力提供向心力 即G 結(jié)合v R a 解得v T a 可知v T a 由題知R四 R五 結(jié)合上面式子得v五 v四 五 四 a五 a四 T五 T四 故B C D三項(xiàng)均錯(cuò) A項(xiàng)正確 3 2018河北石家莊質(zhì)檢 如圖所示 a b c d為四顆地球衛(wèi)星 a靜止在地球赤道表面還未發(fā)射 b是近地軌道衛(wèi)星 c是地球同步衛(wèi)星 d是高空探測(cè)衛(wèi)星 若b c d的運(yùn)動(dòng)均可看做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 下列說(shuō)法正確的是 A a的向心加速度小于a所在處的重力加速度 B 在相同時(shí)間內(nèi)b c d轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)相等C c在4小時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為D d的運(yùn)動(dòng)周期可能為20小時(shí) 答案A由G m 2R 得 弧長(zhǎng)s 2 R R R t t 因Rbsc sd 則B項(xiàng)錯(cuò)誤 根據(jù) 得 2 則C項(xiàng)錯(cuò)誤 由G mR 得T 2 因Rd Rc 則Td Tc 又Tc 24h 則d的運(yùn)動(dòng)周期大于24h D項(xiàng)錯(cuò)誤 4 2018天津河西一模 2018年2月2日15時(shí)51分我國(guó)第一顆電磁檢測(cè)試驗(yàn)衛(wèi)星 張衡一號(hào) 成功發(fā)射 使我國(guó)成為世界上少數(shù)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 已知地球半徑為R 地球表面處的重力加速度為g 假設(shè)一顆距離地面高度為2R的人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 下列關(guān)于衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是 A 線速度的大小為B 角速度為C 加速度大小為D 周期為6 答案B在地球表面重力與萬(wàn)有引力相等 G m0g 可得GM gR2 距地面高度為2R的人造衛(wèi)星的軌道半徑為3R 由萬(wàn)有引力提供勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力有G m m 3R 2 m 3R ma 可得線速度v 角速度 加速度a 周期T 6 故B正確 A C D錯(cuò)誤 方法技巧衛(wèi)星運(yùn)行參量計(jì)算及比較問(wèn)題須掌握 1 一種模型 無(wú)論是自然天體 如地球 月亮 還是人造天體 如宇宙飛船 人造衛(wèi)星 都可以看做質(zhì)點(diǎn) 圍繞中心天體 視為靜止 做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 2 兩條思路 萬(wàn)有引力提供向心力 即G ma 天體對(duì)其表面物體的萬(wàn)有引力近似等于重力 即 mg或gR2 GM R g分別是天體的半徑 表面重力加速度 公式gR2 GM應(yīng)用廣泛 被稱為 黃金代換式 考點(diǎn)3衛(wèi)星的變軌問(wèn)題 1 衛(wèi)星的兩類變軌問(wèn)題 1 制動(dòng)變軌 衛(wèi)星的速率變小時(shí) 使得萬(wàn)有引力大于所需向心力 即F引 衛(wèi)星做向心運(yùn)動(dòng) 軌道半徑將變小 因此 要使衛(wèi)星的軌道半徑減小 需開動(dòng)反沖發(fā)動(dòng)機(jī)使衛(wèi)星做減速運(yùn)動(dòng) 題型1衛(wèi)星的變軌 1 2018山西五市聯(lián)考 多選 如圖所示 為發(fā)射地球同步衛(wèi)星的簡(jiǎn)化軌道示意圖 先將衛(wèi)星發(fā)射至近地環(huán)繞軌道 上 在衛(wèi)星經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火實(shí)施變軌進(jìn)入橢圓軌道 最后在遠(yuǎn)地點(diǎn)Q再次點(diǎn)火 將衛(wèi)星送入同步軌道 上 下列判斷正確的是 A 衛(wèi)星沿軌道 運(yùn)動(dòng)的周期可能等于沿軌道 運(yùn)動(dòng)的周期B 衛(wèi)星在軌道 上運(yùn)動(dòng)至P點(diǎn)的速率小于衛(wèi)星在軌道 上運(yùn)動(dòng)至同一點(diǎn)的速率C 衛(wèi)星沿橢圓軌道 運(yùn)動(dòng)時(shí) 經(jīng)過(guò)P Q兩點(diǎn)處的向心加速度大小相等D 衛(wèi)星沿軌道 運(yùn)動(dòng)至P點(diǎn)的加速度等于沿軌道 運(yùn)動(dòng)至P點(diǎn)的加速度 答案BD根據(jù)開普勒第三定律 k 因?yàn)镽 aQ向 則C項(xiàng)錯(cuò)誤 衛(wèi)星在同一點(diǎn)受到的萬(wàn)有引力相等 由牛頓第二定律F ma 可知衛(wèi)星在同一點(diǎn)的加速度相等 故D項(xiàng)正確 題型2衛(wèi)星的對(duì)接 2 2016天津理綜 3 6分 我國(guó)即將發(fā)射 天宮二號(hào) 空間實(shí)驗(yàn)室 之后發(fā)射 神舟十一號(hào) 飛船與 天宮二號(hào) 對(duì)接 假設(shè) 天宮二號(hào) 與 神舟十一號(hào) 都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接 下列措施可行的是 A 使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行 然后飛船加速追上空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對(duì)接B 使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行 然后空間實(shí)驗(yàn)室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對(duì)接C 飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速 加速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室 兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接D 飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速 減速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室 兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接 答案C對(duì)于繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的人造天體 由 m 有v 可見(jiàn)v與r是一一對(duì)應(yīng)的 在同一軌道上運(yùn)行速度相同 不能對(duì)接 而從同一軌道上加速或減速時(shí)由于發(fā)生變軌 二者不能處于同一軌道上 亦不能對(duì)接 A B皆錯(cuò)誤 飛船處于半徑較小的軌道上 要實(shí)現(xiàn)對(duì)接 需增大飛船的軌道半徑 飛船加速則軌道半徑變大 飛船減速則軌道半徑變小 C正確 D錯(cuò)誤 題型3衛(wèi)星在變軌過(guò)程中的能量分析 3 已知某衛(wèi)星在赤道上空軌道半徑為r1的圓形軌道上繞地運(yùn)行的周期為T 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同 赤道上某城市的人每三天恰好五次看到衛(wèi)星掠過(guò)其正上方 假設(shè)某時(shí)刻 該衛(wèi)星在A點(diǎn)變軌進(jìn)入橢圓軌道 如圖 近地點(diǎn)B到地心的距離為r2 設(shè)衛(wèi)星由A到B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t 地球自轉(zhuǎn)周期為T0 不計(jì)空氣阻力 則 A T T0B t C 衛(wèi)星在圖中橢圓軌道由A到B時(shí) 機(jī)械能增大D 衛(wèi)星由圖中圓軌道進(jìn)入橢圓軌道過(guò)程中 機(jī)械能不變 答案A根據(jù)題意有 3T0 3T0 5 2 得T T0 所以A正確 由開普勒第三定律有 得t 所以B錯(cuò)誤 衛(wèi)星在橢圓軌道中運(yùn)行時(shí) 機(jī)械能是守恒的 所以C錯(cuò)誤 衛(wèi)星從圓軌道進(jìn)入橢圓軌道過(guò)程中在A點(diǎn)需點(diǎn)火減速 衛(wèi)星的機(jī)械能減小 所以D錯(cuò)誤 題型4衛(wèi)星的 追及 相遇 問(wèn)題 4 假設(shè)在赤道平面內(nèi)有一顆偵察衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 某一時(shí)刻恰好處在一顆同步衛(wèi)星的正下方 已知偵察衛(wèi)星的軌道半徑為同步衛(wèi)星的四分之一 則有 A 同步衛(wèi)星和偵察衛(wèi)星的線速度之比為2 1B 同步衛(wèi)星和偵察衛(wèi)星的角速度之比為8 1C 再經(jīng)過(guò)h兩顆衛(wèi)星距離最遠(yuǎn)D 再經(jīng)過(guò)h兩顆衛(wèi)星距離最遠(yuǎn) 答案C兩顆衛(wèi)星都是由萬(wàn)有引力提供向心力 則 m mr mr 2 可得線速度v 所以同步衛(wèi)星和偵察衛(wèi)星的線速度之比為1 2 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 角速度 同步衛(wèi)星和偵察衛(wèi)星的角速度之比為1 8 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 周期T 可得偵察衛(wèi)星的周期為3h 若再經(jīng)過(guò)時(shí)間t兩顆衛(wèi)星距離最遠(yuǎn) 則有t 2n 1 n 0 1 2 3 可得時(shí)間t 2n 1 h n 0 1 2 3 選項(xiàng)C正確 D錯(cuò)誤 方法技巧分析衛(wèi)星變軌應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題 1 衛(wèi)星變軌時(shí)半徑的變化 根據(jù)萬(wàn)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 判斷 2 同一衛(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(guò)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 考點(diǎn)4 雙星及多星系統(tǒng) 模型 1 雙星系統(tǒng)之 二人轉(zhuǎn) 模型雙星系統(tǒng)由兩顆相距較近的星體組成 由于彼此的萬(wàn)有引力作用而繞連線上的某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 簡(jiǎn)稱 二人轉(zhuǎn) 模型 雙星系統(tǒng)中兩星體繞同一個(gè)圓心做圓周運(yùn)動(dòng) 周期 角速度相等 向心力由彼此的萬(wàn)有引力提供 大小相等 2 三星系統(tǒng)之 二繞一 和 三角形 模型三星系統(tǒng)由三顆相距較近的星體組成 其運(yùn)動(dòng)模型有兩種 一種是三顆星體在同一條直線上 兩顆星體圍繞中間的星體做圓周運(yùn)動(dòng) 簡(jiǎn)稱 二繞一 模型 另一種是三顆星體組成一個(gè)三角形 三星體以三角形的中心為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 簡(jiǎn)稱 三角形 模型 最常見(jiàn)的 三角形 模型中 三星結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 角速度相同 半徑相同 任一顆星的向心力均由另兩顆星對(duì)它的萬(wàn)有引力的合力提供 另外 也有三星不在同一個(gè)圓周上運(yùn)動(dòng)的 三星 系統(tǒng) 3 四星系統(tǒng)之 三繞一 和 正方形 模型四星系統(tǒng)由四顆相距較近的星體組成 與三星系統(tǒng)類似 通常有兩種運(yùn)動(dòng)模型 一種是三顆星體相對(duì)穩(wěn)定地位于三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上 環(huán)繞另一顆位于中心的星體做圓周運(yùn)動(dòng) 簡(jiǎn)稱 三繞一 模型 另一種是四顆星體相對(duì)穩(wěn)定地分布在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上 圍繞正方形的中心做圓周運(yùn)動(dòng) 簡(jiǎn)稱 正方形 模型 模型1雙星系統(tǒng)模型 1 多選 經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè) 人們?cè)谟钪嬷幸呀?jīng)發(fā)現(xiàn)了 雙星系統(tǒng) 雙星系統(tǒng) 由兩顆相距較近的恒星組成 每個(gè)恒星的半徑遠(yuǎn)小于兩個(gè)恒星之間的距離 而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體 它們?cè)谙嗷ラg的萬(wàn)有引力作用下 繞某一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 如圖所示為某一雙星系統(tǒng) A星球的質(zhì)量為m1 B星球的質(zhì)量為m2 它們中心之間的距離為L(zhǎng) 引力常量為G 則下列說(shuō)法正確的是 A A星球的軌道半徑為R LB B星球的軌道半徑為r L C 雙星運(yùn)行的周期為T 2 LD 若近似認(rèn)為B星球繞A星球中心做圓周運(yùn)動(dòng) 則B星球的運(yùn)行周期為T 2 L 答案CD兩星球之間的萬(wàn)有引力提供向心力 角速度相等 m1 2R m2 2r 且r R L 解得r L R L A B錯(cuò)誤 由萬(wàn)有引力提供向心力可得 m2r 解得T 2 L C正確 若近似認(rèn)為B星球繞A星球中心做圓周運(yùn)動(dòng) 根據(jù)牛頓第二定律及萬(wàn)有引力定律有 m2L 解得T 2 L D正確 答案BC小星體受到大星體和另一小星體的萬(wàn)有引力 該三星系統(tǒng)應(yīng)該在同一直線上 并且兩小星體在大星體相對(duì)的兩側(cè) 只有這樣才能使小星體受到的合力提供向心力 由G mr 解得小星體運(yùn)行的周期T 模型3四星系統(tǒng)模型 3 多選 宇宙中存在一些質(zhì)量相等且離其他恒星較遠(yuǎn)的四顆星組成的四星系統(tǒng) 通?？珊雎云渌求w對(duì)它們的引力作用 設(shè)四星系統(tǒng)中每個(gè)星體的質(zhì)量均為m 半徑均為R 四顆星穩(wěn)定分布在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上 其中L遠(yuǎn)大于R 已知引力常量為G 忽略星體自轉(zhuǎn)效應(yīng) 關(guān)于四星系統(tǒng) 下列說(shuō)法正確的是 A 四顆星圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑均為B 四顆星圓周運(yùn)動(dòng)的線速度均為 C 四顆星圓周運(yùn)動(dòng)的周期均為2 D 四顆星表面的重力加速度均為G 答案CD四顆星均圍繞正方形對(duì)角線的交點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 軌道半徑均為r L A錯(cuò)誤 取任一頂點(diǎn)上的星體為研究對(duì)象 它受到其他三個(gè)星體的萬(wàn)有引力的合力為F合 G G 由F合 F向 m mr 可解得v T 2 故B項(xiàng)錯(cuò)誤 C項(xiàng)正確 對(duì)于星體表面質(zhì)量為m0的物體 受到的重力等于萬(wàn)有引力 則有m0g G 故g G D項(xiàng)正確 1 2016課標(biāo) 14 6分 關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 下列說(shuō)法符合史實(shí)的是 A 開普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上 導(dǎo)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律B 開普勒在天文觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上 總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律C 開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 找出了行星按照這些規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因D 開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律 答案B開普勒在天文觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上 總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 但并沒(méi)有找出其中的原因 A C錯(cuò)誤 B正確 萬(wàn)有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的 D錯(cuò) 2 2018課標(biāo) 15 6分 為了探測(cè)引力波 天琴計(jì)劃 預(yù)計(jì)發(fā)射地球衛(wèi)星P 其軌道半徑約為地球半徑的16倍 另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍 P與Q的周期之比約為 A 2 1B 4 1C 8 1D 16 1 答案C本題考查萬(wàn)有引力定律 向心力公式 周期公式 衛(wèi)星P Q圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力提供向心力 即G mR 則T 選項(xiàng)C正確 3 2017課標(biāo) 14 6分 2017年4月 我國(guó)成功發(fā)射的天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室完成了首次交會(huì)對(duì)接 對(duì)接形成的組合體仍沿天宮二號(hào)原來(lái)的軌道 可視為圓軌道 運(yùn)行 與天宮二號(hào)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比 組合體運(yùn)行的 A 周期變大B 速率變大C 動(dòng)能變大D 向心加速度變大 答案C天宮二號(hào)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的軌道半徑與組合體運(yùn)行的軌道半徑相同 由G mr可得T 2 可見(jiàn)周期與m無(wú)關(guān) 周期不變 A項(xiàng)錯(cuò)誤 由G m得v 可知速率v與m無(wú)關(guān) 故速率不變 B項(xiàng)錯(cuò)誤 組合體質(zhì)量m1 m2 天宮二號(hào)質(zhì)量m1 則動(dòng)能變大 C項(xiàng)正確 由 ma得a 可知向心加速度與m無(wú)關(guān) 故不變 D項(xiàng)錯(cuò)誤 4 2017課標(biāo) 19 6分 多選 如圖 海王星繞太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng) P為近日點(diǎn) Q為遠(yuǎn)日點(diǎn) M N為軌道短軸的兩個(gè)端點(diǎn) 運(yùn)行的周期為T0 若只考慮海王星和太陽(yáng)之間的相互作用 則海王星在從P經(jīng)M Q到N的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 A 從P到M所用的時(shí)間等于T0 4B 從Q到N階段 機(jī)械能逐漸變大C 從P到Q階段 速率逐漸變小D 從M到N階段 萬(wàn)有引力對(duì)它先做負(fù)功后做正功 答案CD本題考查天體的運(yùn)行規(guī)律 海王星繞太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng) 由開普勒第二定律可知 從P Q速率逐漸減小 故從P到M所用時(shí)間小于T0 4 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 C正確 從Q到N階段 只受太陽(yáng)的引力 故機(jī)械能守恒 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 從M到N階段經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)速率最小 故萬(wàn)有引力對(duì)它先做負(fù)功后做正功 選項(xiàng)D正確 5 2018課標(biāo) 20 6分 多選 2017年 人類第一次直接探測(cè)到來(lái)自雙中子星合并的引力波 根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過(guò)程 在兩顆中子星合并前約100s時(shí) 它們相距約400km 繞二者連線上的某點(diǎn)每秒轉(zhuǎn)動(dòng)12圈 將兩顆中子星都看做是質(zhì)量均勻分布的球體 由這些數(shù)據(jù) 引力常量并利用牛頓力學(xué)知識(shí) 可以估算出這一時(shí)刻兩顆中子星 A 質(zhì)量之積B 質(zhì)量之和C 速率之和D 各自的自轉(zhuǎn)角速度 答案BC本題考查萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用等知識(shí) 雙星系統(tǒng)由彼此間萬(wàn)有引力提供向心力 得 m1r1 G m2r2 且T 兩顆星的周期及角速度相同 即T1 T2 T 1 2 兩顆星的軌道半徑r1 r2 L 解得 m1 m2 因?yàn)槲粗?故m1與m2之積不能求出 則選項(xiàng)A錯(cuò)誤 B正確 各自的自轉(zhuǎn)角速度不可求 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 速率之和v1 v2 r1 r2 L 故C項(xiàng)正確 6 2018課標(biāo) 16 6分 2018年2月 我國(guó)500m口徑射電望遠(yuǎn)鏡 天眼 發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星 J0318 0253 其自轉(zhuǎn)周期T 5 19ms 假設(shè)星體為質(zhì)量均勻分布的球體 已知引力常量為6 67 10 11N m2 kg2 以周期T穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為 A 5 109kg m3B 5 1012kg m3C 5 1015kg m3D 5 1018kg m3 7 2016課標(biāo) 17 6分 利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星 可使地球赤道上任意兩點(diǎn)之間保持無(wú)線電通訊 目前 地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6 6倍 假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小 若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的 則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為 A 1hB 4hC 8hD 16h