热点5　万有引力定律及应用公开课.docx

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1、热点5万有引力定律及应用1.（2021 四川成都市高三二模）2020年12月3日,嫦娥五号上升器（如图1）携带 月壤样品成功回到预定环月轨道，这是我国首次实现地外天体起飞。假设环月轨道 可近似为圆轨道，轨道半径为八上升器在环月轨道运行的速度大小为。， 万有引力常量为G,那么月球的质量为（）图12v rvrA.dB.不vr102r2C.-7T答案AMm 772vr解析 根据畔=行解得月球的质量知= 应选项A正确。2.（2021 湖北武汉市高三调研）截至2020年11月，被称为“中国天眼”的500米 口径球面射电望远镜运行稳定可靠，发现脉冲星数量超过240颗，将于2021年 8月面向全球科学界开放

2、。脉冲星实质是快速自转的中子星，每自转一周，就向 外发射一次电磁脉冲信号，因此而得名。假设观测到某个中子星发射电磁脉冲信号 的周期为7,该中子星的半径为R,引力常量为G,那么以下物理量可以求出的是（）图2A.该中子星的质量B.该中子星的第一宇宙速度C.该中子星外表的重力加速度D.该中子星赤道上的物体随中子星转动的线速度答案D解析 根据题中条件不能求解中子星的质量M,根据 暗=忐，中子星的质 量M未知，那么也不能求解中子星的第一宇宙速度；根据瞿=相8，中子星的质 量M未知，那么也不能求解中子星外表的重力加速度；根据。=笨，可求解该中 子星赤道上的物体随中子星转动的线速度，应选项D正确。3.（20

3、21 浙江嘉兴市教学测试）牛顿为证明地球对苹果的作用力和地球对月球的 作用力是同一种性质的力，遵循相同规律，进行了 “月一地检验”。月球的 轨道半径约为地球半径的60倍，那么“月一地检验”是计算月球公转的（） A.线速度是地球自转地表线速度的60倍B.线速度是地球自转地表线速度的602倍C.向心加速度是自由落体加速度的七倍D.周期是地球自转周期的七倍答案C 解析 地球自转周期1天，月球公转周期为30天，月球的公转线速度与地球自2兀60R转线速度之比为吐=-M=2, A、B错误；由牛顿第二定律得G,薰;）= o地自 2兀（60k） T用月圆 用=mg,解得?=短 ，C正确；月球公转周期与地球自转

4、周期之比为尹=平，D错误。/地自 14.（2021 浙江Z20联盟高三第一次联考）人造地球卫星根据不同任务特点选择不 同的轨道，如北斗导航卫星采用中圆轨道兼顾信号强度和覆盖区域大小，美国的 天基红外预警卫星为了发现不同高度上的导弹和火箭发射而采用椭圆轨道。假设有 1、2两颗人造卫星分别以圆轨道、椭圆轨道绕地球逆时针方向运动，两轨道相 切于卫星2轨道的远地点4点，某时刻两卫星与地球在同一直线上，以下说法 正确的选项是（）卫星1卫星1AA.卫星1的周期小于卫星2的周期B.两卫星在A点时线速度大小相等C两卫星在A点时加速度大小相等D.卫星2从A点向近地点3运动过程中，做减速运动答案C解析 根据开普勒

5、第三定律呈=左，由于卫星1的轨道半径大于卫星2的轨道半 长轴，所以卫星1的周期大于卫星2的周期，故A错误；在A点，卫星要从圆 轨道变成椭圆轨道必须减速，所以卫星1在4点的速度大于卫星2在A点的速 度，故B错误；根据牛顿第二定律，卫星的向心加速度。=2=誓，G为引力 常量，M为地球质量，厂为A点到地心的距离，所以两卫星在A点时的加速度大 小相等，故C正确；卫星2从A点向近地点5运动过程中，重力势能减小，动 能增大，速度增大，做加速运动，故D错误。5.（2021 北京丰台区高三一模）为了对大气二氧化碳进行全天时、高精度监测，我 国研制的全球首颗搭载主动激光雷达的大气环境监测卫星，将于2021年7月

6、出 厂待发射。与地球同步轨道卫星（图4中卫星1）不同，大气环境监测卫星（图4中 卫星2）是轨道平面与赤道平面夹角接近90。的卫星，一天内环绕地球飞14圈。 以下说法正确的选项是（）图4A.卫星2的速度大于卫星1的速度B.卫星2的周期大于卫星1的周期C.卫星2的向心加速度小于卫星1的向心加速度D.卫星2所处轨道的重力加速度等于卫星1所处轨道的重力加速度答案A解析 因为地球同步卫星（卫星1）的周期是24 h,而大气环境监测卫星（卫星2）的周期是君，可见卫星2的周期小，B错误；根据万有引力提供向心力，有 潭=符可得T=2八稿,故卫星2的轨道半径小于卫星1的轨道半径， 根据万有引力提供向心力，有聋=/

7、解得。=片，因卫星2的轨道半径 小，所以卫星2的速度大于卫星1的速度，A正确；根据万有引力提供向心力， 有拉辔=机。，解得，=怨，因卫星2的轨道半径小，故它的向心加速度大于卫 星1的向心加速度,C错误；根据万有引力等于重力，有G华=/7ig,解得g=誓, 因卫星2的轨道半径小，故它的重力加速度大于卫星1所处轨道的重力加速度， D错误。环火轨道天间一号6.（2021 辽宁大连市高三一模）2021年2月，我国“天问一号”火星探测器成功 实施近火捕获制动，顺利进入环火轨道,成为我国发射的第一颗火星的人造卫星。 关于该次近火捕获制动，以下说法正确的选项是（）制动过程A.如果制动时间过短，速度减得少，探

8、测器会撞上火星B.如果制动时间过长，速度减得多，探测器会飞离火星C.制动过程中由于开动发动机，探测器的机械能会增加D.捕获成功后沿环火轨道运动，探测器机械能保持不变答案D解析 如果制动时间过短，速度减得少，那么万有引力缺乏够提供向心力，探测器 会飞离火星，所以A错误；如果制动时间过长，速度减得多，那么万有引力大于 向心力，探测器将做近心运动，撞上火星，所以B错误；制动过程中由于启动 发动机，让探测器做减速运动，外力做了负功，所以探测器的机械能会减小，所 以C错误；捕获成功后沿环火轨道运动，探测器做匀速圆周运动，所以探测器 机械能保持不变，所以D正确。7 .（2021 浙江北斗星盟12月适应性联

9、考）2020年11月24日4时30分，长征五号遥五运载火箭在中国海南文昌航天发射场成功发射，飞行约2200秒后，顺利 将探月工程嫦娥五号探测器送入预定轨道，开启中国首次地外天体采样返回之 旅。嫦娥五号飞行轨迹可以简化为如图6所示，首先进入圆轨道I ,在尸点进 入椭圆轨道H,到达远地点。后进入地月转移轨道，到达月球附近后进入环月 轨道。圆轨道I的半径为-1,周期为为，椭圆轨道H的半长轴为m周期为小, 环月轨道III的半径为周期为不，地球半径为R,地球外表重力加速度为g。 忽略地球自转，忽略太阳引力的影响。以下说法正确的选项是（）P图6A.否=力=彩.嫦娥五号在轨道I运行速度等于痂c嫦娥五号在椭圆轨道n的q点运行速度大于在圆轨道I的运行速度D.嫦娥五号沿地月转移轨道做无动力飞行时，地球、月球和嫦娥五号系统机械能 守恒答案D解析 今黑成立,中心天体是地球，但是条常数，中心天体是月球，与前两 项比例关系不一致，A错误；轨道I的运行速度符合即=刀，v=y/gin, gi是门 处的重力加速度，g是地球外表的重力加速度，B错误；飞船在椭圆轨道II的0 点点火加速进入近似圆轨道，点火后速度小于轨道I的速度，那么。点速度小于 轨道I速度，C错误；飞船无动力飞行时，只有地球引力、月球引力对飞船做功， 研究三者为系统时，系统机械能守恒，D正确。