衡中2020版二轮复习 物理PPT课件 第4讲万有引力定律及其应用.ppt

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1、专题整合突破专题整合突破第一部分 专题一力与运动专题一力与运动 第第4讲万有引力定律及其应用讲万有引力定律及其应用1 1体 系 认 知体 系 认 知 感 悟 真 题感 悟 真 题 2 2聚 焦 热 点聚 焦 热 点 备 考 通 关备 考 通 关3 3复 习 练 案复 习 练 案 课 时 跟 踪课 时 跟 踪 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 体系认知体系认知 感悟真题感悟真题 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 1(2019全国卷全国卷，21)(多选多选)在星球在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上将

2、一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体上，把物体P轻放在弹簧上端，轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压与弹簧的压缩量缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其完成同样的过程，其ax关系如图中虚线所示。假设两星球均为质量均匀分关系如图中虚线所示。假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球布的球体。已知星球M的半径是星球的半径是星球N的的3倍，则倍，则()AM与与N的密度相等的密度相等BQ的质量是的质量是P的的3倍倍CQ下落过程中的最大动能是

3、下落过程中的最大动能是P的的4倍倍DQ下落过程中弹簧的最大压缩量是下落过程中弹簧的最大压缩量是P的的4倍倍AC 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 解析解析B错：如图，当错：如图，当x0时，对时，对P：mPgMmP3a0，即星球，即星球M表面的重表面的重力加速度力加速度gM3a0；对；对Q：mQgNmQa0，即星球，即星球N表面的重力加速度表面的重力加速度gNa0。返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 2(2019全国卷全国卷，14)2019年年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面月，我国嫦娥四号探测器成

4、功在月球背面软着陆。在探测器软着陆。在探测器“奔向奔向”月球的过程中，用月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描述表示它所受的地球引力，能够描述F随随h变化关系的图象是变化关系的图象是()D返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 3(2019全国卷全国卷，15)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为周运动，它们的向心加速度大小分别为a金金、a地地、a火火，它们沿轨道运行的速率分，它们沿轨道运行的速率分别为别为v金金、v地地、v火火。已知它

5、们的轨道半径。已知它们的轨道半径R金金R地地a地地a火火Ba火火a地地a金金Cv地地v火火v金金 Dv火火v地地v金金A返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 4(2019北京，北京，18)2019年年5月月17日，我国成功发射第日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星同步卫星)。该卫星。该卫星()A入轨后可以位于北京正上方入轨后可以位于北京正上方B入轨后的速度大于第一宇宙速度入轨后的速度大于第一宇宙速度C发射速度大于第二宇宙速度发射速度大于第二宇宙速

6、度D若发射到近地圆轨道所需能量较少若发射到近地圆轨道所需能量较少D返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 5(2019天津，天津，1)2018年年12月月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹在月背刻上了中国足迹”。已知月球的质量为。已知月球的质量为M、半径为、半径为R，探测器的质量为，探测器的质量为m，引力常量为，引力常量为G，嫦娥四号探

7、测器围绕月球做半径为，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时，探的匀速圆周运动时，探测器的测器的()A返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 B 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 7(2018全国卷全国卷，20)2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相时，它们相距约距约4

8、00 km，绕二者连线上的某点每秒转动，绕二者连线上的某点每秒转动12圈。将两颗中子星都看作是质量圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星出这一时刻两颗中子星()A质量之积质量之积B质量之和质量之和C速率之和速率之和D各自的自转角速度各自的自转角速度BC 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 聚焦热点聚焦热点 备考通关备考通关 返

9、回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 天体质量及密度的估算天体质量及密度的估算 核核 心心 知知 识识返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 B 典典 例例 探探 究究返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 类类 题题 演演 练练 D 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 卫星运动参量的分析卫星运动参量的分析 核核 心心 知

10、知 识识返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 2两种卫星的特点两种卫星的特点(1)近地卫星近地卫星轨道半径等于地球半径轨道半径等于地球半径卫星所受万有引力卫星所受万有引力Fmg卫星向心加速度卫星向心加速度ag(2)同步卫星同步卫星同步卫星绕地心匀速圆周运动的周期等于地球的自转周期。同步卫星绕地心匀速圆周运动的周期等于地球的自转周期。所有同步卫星都在赤道上空相同的高度上。所有同步卫星都在赤道上空相同的高度上。返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 【典例【典例2】(多选多选)(2019辽宁省葫芦岛市模拟辽宁省葫芦岛市模拟)2018年年5月月21日，我国发射日，我国发

11、射人类首颗月球中继卫星人类首颗月球中继卫星“鹊桥鹊桥”，6月月14日进入使命轨道日进入使命轨道地月拉格朗日地月拉格朗日L2轨轨道，为在月球背面着陆的道，为在月球背面着陆的“嫦娥四号嫦娥四号”与地球站之间提供通信链路。与地球站之间提供通信链路。12月月8日，日，我国成功发射我国成功发射“嫦娥四号嫦娥四号”探测器，并于探测器，并于2019年年1月月3日成功着陆于月球背面，日成功着陆于月球背面，通过中继卫星通过中继卫星“鹊桥鹊桥”传回了月背影像图，如图传回了月背影像图，如图1所示，揭开了古老月背的神秘所示，揭开了古老月背的神秘面纱。面纱。 典典 例例 探探 究究返回导航第一部分专题一力与运动物 理二

12、轮复习二轮复习 如图如图2所示，假设所示，假设“鹊桥鹊桥”中继卫星中继卫星在拉格朗日点在拉格朗日点L2时，跟月、地两个大天时，跟月、地两个大天体保持相对静止。设地球的质量为月球体保持相对静止。设地球的质量为月球的的k倍，地月间距为倍，地月间距为L，拉格朗日点，拉格朗日点L2与与月球间距为月球间距为d。地球、月球和。地球、月球和“鹊桥鹊桥”中中继卫星均视为质点，忽略太阳对继卫星均视为质点，忽略太阳对“鹊鹊桥桥”中继卫星的引力，则下列选项正确中继卫星的引力，则下列选项正确的是的是()BD 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 类

13、类 题题 演演 练练 C 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 航天器的变轨方式有多种，可由圆轨道变椭圆轨道，再变为圆轨道，也可航天器的变轨方式有多种，可由圆轨道变椭圆轨道，再变为圆轨道，也可由某一轨道平面变轨到另一轨道平面等。由某一轨道平面变轨到另一轨道平面等。求解航天器变轨问题时的五点注意求解航天器变轨问题时的五点注意(1)卫星的卫星的a、v、T是相互联系的，其中一个量发生变化，其他各量也随是相互联系的，其中一个量发生变化，其他各量也随之发生变化。之发生变化。(2)a、v、T均与卫星的质量无关，只由轨道半径均与卫星的质量

14、无关，只由轨道半径r和中心天体质量共同和中心天体质量共同决定。决定。卫星变轨与对接卫星变轨与对接 核核 心心 知知 识识返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 【典例【典例3】(2019福建省泉州市模拟福建省泉州市模拟)如图，虚线如图，虚线、 、 分别表示地分别表示地球卫星的三条轨道。其中轨道球卫星的三条轨道。其中轨道I为与第一宇宙速度为与第一宇宙速度7.9 km/s对应的近地环绕圆轨对应的近地环绕圆轨道，轨道道，轨道为椭圆轨道，轨道为椭圆轨道，轨道为与第二宇宙速度为与第二宇宙速度11.2 km/s对应的脱离轨道，对应的脱离轨

15、道，a、b、c三点分别位于三条轨道上，三点分别位于三条轨道上，b点为轨道点为轨道的远地点，的远地点，b、c点与地心的距离点与地心的距离均为轨道均为轨道半径的半径的2倍，则倍，则()C 典典 例例 探探 究究返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 3(2019河南郑州二模河南郑州二模)2018年年12月月8日日2时时23分，嫦娥四号探测器搭乘长分，嫦娥四号探测器搭乘长征三号乙运载火箭，开始了奔月之旅，首次实现人类探测器月球背面软着陆。征三号乙运载火箭，开始了奔月之旅，首次实现人类探测器月球背面软着陆。12月月12日日16时时45

16、分，号探测器成功实施近月制动，顺利完成分，号探测器成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车太空刹车”，被，被月球捕获，进入了近月点约月球捕获，进入了近月点约100 km的环月轨道，如图所示，则下列说法正确的的环月轨道，如图所示，则下列说法正确的是是() 类类 题题 演演 练练 BA嫦娥四号的发射速度大于第二宇宙速度嫦娥四号的发射速度大于第二宇宙速度B嫦娥四号在嫦娥四号在100 km环月轨道运行通过环月轨道运行通过P点点时的加速度和在椭圆环月轨道运行通过时的加速度和在椭圆环月轨道运行通过P点时加点时加速度相同速度相同C嫦娥四号在嫦娥四号在100 km环月轨道运动的周期环月轨道运动的周期等于在椭圆环月

17、轨道运动周期等于在椭圆环月轨道运动周期D嫦娥四号在地月转移轨道经过嫦娥四号在地月转移轨道经过P点时和在点时和在100 km环月轨道经过环月轨道经过P点时的速度相同点时的速度相同 返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 解析解析若嫦娥四号的发射速度大于第二宇宙速度，则嫦娥四号将脱离地若嫦娥四号的发射速度大于第二宇宙速度，则嫦娥四号将脱离地球的引力范围，就不会被月球捕获，因此若嫦娥四号的发射速度大于第一宇宙球的引力范围，就不会被月球捕获，因此若嫦娥四号的发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，选项速度小于第二宇宙速度，选项A错误；嫦娥四号通过同一点时所受的万有引力错误；嫦娥四号通过

18、同一点时所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律，嫦娥四号在相等，根据牛顿第二定律，嫦娥四号在100 km环月轨道运行通过环月轨道运行通过P点时的加速点时的加速度和在椭圆环月轨道运行通过度和在椭圆环月轨道运行通过P点时的加速度相同，选项点时的加速度相同，选项B正确；嫦娥四号在正确；嫦娥四号在100 km环月轨道运行的轨道半径大于在椭圆环月轨道运行的轨道半长轴，根据环月轨道运行的轨道半径大于在椭圆环月轨道运行的轨道半长轴，根据开普勒第三定律，嫦娥四号在开普勒第三定律，嫦娥四号在100 km环月轨道运行的周期大于在椭圆环月轨道环月轨道运行的周期大于在椭圆环月轨道运行的周期，选项运行的周期，选项C错误；嫦娥四号在地月转移轨道经过错误；嫦娥四号在地月转移轨道经过P点时需要点时需要“太空刹太空刹车车”(即减小速度即减小速度)才能被月球捕获环月运行，选项才能被月球捕获环月运行，选项D错误。错误。返回导航第一部分专题一力与运动物 理二轮复习二轮复习 复习练案复习练案 课时跟踪课时跟踪