
(2024·山東卷)“鵲橋二號”中繼星環(huán)繞月球運行,其24小時橢圓軌道的半長軸為a。已知地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為r,則月球與地球質(zhì)量之比可表示為( )
1.當比較一個行星在橢圓軌道不同位置的速度大小時,選用開普勒第二定律;當比較或計算兩個行星的周期問題時,選用開普勒第三定律。2.由于大多數(shù)行星繞太陽運動的軌道與圓十分接近,因此,在中學階段的研究中我們可以按圓軌道處理,并且把行星繞太陽的運動看作勻速圓周運動,橢圓軌道的半長軸取圓軌道的半徑。
A. 1.5 B. 2.25C. 16 D. 256
2.中國首個火星探測器“天問一號”,已于2021年2月10日成功環(huán)繞火星運動。若火星和地球可認為在同一平面內(nèi)繞太陽做同方向圓周運動,運行過程中火星與地球最近時相距R0、最遠時相距5R0,則兩者從相距最近到相距最遠需經(jīng)過的最短時間約為( )A. 365天 B. 400天C. 670天 D. 800天
(2024·新課標卷)天文學家發(fā)現(xiàn),太陽系外的一顆紅矮星有兩顆行星繞其運行,其中行星GJ1002c的軌道近似為圓,軌道半徑約為日地距離的0.07,周期約為0.06年,則這顆紅矮星的質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的( )A. 0.001 B. 0.1C. 10倍 D. 1 000倍
命題點二 萬有引力定律的應用
1.萬有引力與重力的關(guān)系地球?qū)ξ矬w的萬有引力F表現(xiàn)為兩個效果:一是重力mg,二是提供物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力F向。
2.星球上空的重力加速度g′
3.萬有引力的兩點理解和兩個推論(1)兩點理解①兩物體相互作用的萬有引力是一對作用力和反作用力。②地球上的物體受到的重力只是萬有引力的一個分力。(2)兩個推論 ①在勻質(zhì)球殼的空腔內(nèi)任意位置處,質(zhì)點受到球殼的萬有引力的合力為0,即∑F引=0。
1.迷你系繩衛(wèi)星在地球赤道正上方大氣層外,沿圓形軌道繞地球飛行。如圖所示,某系繩衛(wèi)星由兩個質(zhì)量相等的子衛(wèi)星a、b組成,它們之間的繩沿地球半徑方向,已知子衛(wèi)星a、b繞地球做圓周運動的半徑分別為r1、r2,地球半徑為R,地球表面重力加速度大小為g,系繩質(zhì)量不計,則系繩衛(wèi)星做圓周運動的角速度大小為( )
2.(2024·泰安模擬)中國將全面推進探月工程四期,計劃2026年前后發(fā)射“嫦娥七號”?!版隙鹌咛枴睖蕚湓谠虑蚰蠘O著陸,主要任務是勘察月球南極月表環(huán)境、月壤水冰和揮發(fā)組分等。假設“嫦娥七號”探測器在距離月面的高度等于月球半徑處繞著月球做勻速圓周運動時,其周期為T1;當探測器停在月球的南極時,測得重力加速度的大小為g0。已知月球自轉(zhuǎn)的周期為T2,月球視為均勻球體,則月球赤道處的重力加速度為( )
A. 火箭的推力是空氣施加的B. 衛(wèi)星的向心加速度大小約8.4 m/s2C. 衛(wèi)星運行的周期約12 hD. 發(fā)射升空初始階段,裝在火箭上部的衛(wèi)星處于失重狀態(tài)
(2024·浙江卷1月選考)如圖所示,2023年12月9日,“朱雀二號”運載火箭順利將“鴻鵠衛(wèi)星”等三顆衛(wèi)星送入距離地面約500 km的軌道。取地球質(zhì)量為6.0×1024 kg,地球半徑為6.4×103 km,引力常量為6.67×10-11 N·m2/kg2。下列說法正確的是( )
命題點三 地球衛(wèi)星問題
天體運動問題分析思路(1)將天體或衛(wèi)星的運動看成勻速圓周運動,其所需向心力由萬有引力提供。
(3)注意“黃金代換”Gm地=gR2的應用。
2.(2022·山東卷)“羲和號”是我國首顆太陽探測科學技術(shù)試驗衛(wèi)星。如圖所示,該衛(wèi)星圍繞地球的運動可視為勻速圓周運動,軌道平面與赤道平面接近垂直。衛(wèi)星每天在相同時刻,沿相同方向經(jīng)過地球表面A點正上方,恰好繞地球運行n圈。已知地球半徑為R,自轉(zhuǎn)周期為T,地球表面重力加速度為g,則“羲和號”衛(wèi)星軌道距地面高度為( )
(2022·浙江卷1月選考)“天問一號”從地球發(fā)射后,在如圖甲所示的P點沿地火轉(zhuǎn)移軌道到Q點,再依次進入如圖乙所示的調(diào)相軌道和停泊軌道,則“天問一號”( )
命題點一 衛(wèi)星變軌綜合問題
A. 發(fā)射速度介于7.9 km/s與11.2 km/s之間B. 從P點轉(zhuǎn)移到Q點的時間小于6個月C. 在環(huán)繞火星的停泊軌道運行的周期比在調(diào)相軌道上小D. 在地火轉(zhuǎn)移軌道運行時的速度均大于地球繞太陽的速度C 解析:“天問一號”發(fā)射后要脫離地球引力的束縛,則發(fā)射速度要大于第二宇宙速度,即發(fā)射速度介于 11.2 km/s 與16.7 km/s之間,故A錯誤;因地火轉(zhuǎn)移軌道的半長軸大于地球公轉(zhuǎn)軌道半徑,則其周期大于地球公轉(zhuǎn)周期(1年,共12個月),則從P點轉(zhuǎn)移到Q點的時間為軌道周期的一半時間,應大于6個月,故B錯誤;因環(huán)繞火
解決變軌問題思路:1.比較圓軌道上速度大小,r越大,v越小。2.比較相切點速度大小,離心運動的v變大。3.相切點加速度相同。
2.變軌過程各物理量的比較
A. 發(fā)射時的速度必須達到第三宇宙速度B. 在繞地軌道中,公轉(zhuǎn)半長軸的立方與公轉(zhuǎn)周期的平方之比不變C. 在軌道Ⅰ上運動時的速度小于軌道Ⅱ上任意位置的速度D. 在不同的繞月軌道上,相同時間內(nèi)衛(wèi)星與月心連線掃過的面積相同
1.如圖所示是“嫦娥一號”奔月的示意圖。“嫦娥一號”衛(wèi)星發(fā)射后經(jīng)多次變軌,進入地月轉(zhuǎn)移軌道,最終被月球引力捕獲,成為繞月衛(wèi)星。關(guān)于“嫦娥一號”,下列說法正確的是( )
A. 周期約為144 hB. 近月點的速度大于遠月點的速度C. 捕獲軌道近月點的速度小于在凍結(jié)軌道運行時近月點的速度D. 在捕獲軌道運行時近月點的加速度大于在凍結(jié)軌道運行時近月點的加速度
2.(2024·安徽卷)2024年3月20日,我國探月工程四期“鵲橋二號”中繼星成功發(fā)射升空。當?shù)诌_距離月球表面某高度時,“鵲橋二號”開始進行近月制動,并順利進入捕獲軌道運行,如圖所示,軌道的半長軸約為51 900 km。后經(jīng)多次軌道調(diào)整,進入凍結(jié)軌道運行,軌道的半長軸約為9 900 km,周期約為24 h。“鵲橋二號”在捕獲軌道運行時( )
天文學家發(fā)現(xiàn)了一對被稱為“災難變星”的罕見雙星系統(tǒng),約每51 min彼此繞行一圈,通過天文觀測的數(shù)據(jù),模擬該雙星系統(tǒng)的運動,推測在接下來的7 000萬年里,這對雙星彼此繞行的周期逐漸減小至18 min。如果將該雙星系統(tǒng)簡化為理想的圓周運動模型,如圖所示,兩星球在萬有引力作用下,繞O點做勻速圓周運動。不考慮其他天體的影響,兩星球的質(zhì)量不變,在彼此繞行的周期逐漸減小的過程中,下列說法正確的是( )
命題點二 雙星、多星問題
A. 每顆星球的角速度都在逐漸變小B. 兩星球的距離在逐漸變大C. 兩星球的軌道半徑之比保持不變D. 每顆星球的加速度逐漸變小
解決雙星問題思路:1.兩星的ω(T)相等,注意列方程時,兩星之間距離與軌道半徑不相等。
1.密度相同的A、B兩星球繞它們連線上的某點做勻速圓周運動,組成一雙星系統(tǒng),其中體積較大的A星球能不斷地“吸食”體積較小的B星球的表面物質(zhì),從而達到質(zhì)量轉(zhuǎn)移。假設“吸食”過程中A、B兩星球球心間距離不變,則“吸食”的最初階段,下列說法正確的是( )A. 它們做圓周運動的萬有引力保持不變B. 它們做圓周運動的角速度大小保持不變C. 體積較大的A星球做圓周運動的軌跡半徑變小,線速度變大D. 體積較小的B星球做圓周運動的軌跡半徑變小,線速度變小
A. 圖中星體B對A的萬有引力大于星體C對A的萬有引力B. 圖中三顆星體質(zhì)量大小關(guān)系為mA>mC>mBC. F1、F2、F3的矢量和不一定為0,與星體質(zhì)量有關(guān)D. a1、a2、a3的矢量和不一定為0,與星體質(zhì)量有關(guān)
則相鄰兩次“沖日”時間間隔約為( )A. 火星365天B. 火星800天C. 天王星365天D. 天王星800天
(2023·浙江卷1月選考)太陽系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動。當出現(xiàn)地球恰好運行到某地外行星和太陽之間,且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象,稱為“行星沖日”。已知地球及各地外行星繞太陽運動的軌道半徑如下表:
命題點三 天體的相遇問題
“天體相遇”,指兩天體相距最近。若兩環(huán)繞天體的運轉(zhuǎn)軌道在同一平面內(nèi),則兩環(huán)繞天體與中心天體在同一直線上,且位于中心天體的同側(cè)(或異側(cè))時相距最近(或最遠)。類似于在田徑場賽道上的循環(huán)長跑比賽,跑得快的每隔一段時間多跑一圈追上并超過跑得慢的。解決這類問題要抓住兩個重要關(guān)系:
1.角度關(guān)系兩天體相距最近時,經(jīng)過時間t,兩天體繞中心天體轉(zhuǎn)過的角度之差(或之和)等于2π的整數(shù)倍,則兩天體又相距最近,即ω1t-ω2t=2nπ(n=1,2,3,…)(同向)或ω1t+ω2t=2nπ(n=1,2,3,…)(反向);如果經(jīng)過時間t′,兩天體繞中心天體轉(zhuǎn)過的角度之差(或之和)等于π的奇數(shù)倍,則兩天體相距最遠,即ω1t′-ω2t′=(2n-1)π(n=1,2,3,…)(同向)或ω1t′+ω2t′=(2n-1)π(n=1,2,3,…)(反向)。
1.如圖所示為天文奇觀“血月掩天王星”,大大的月亮背景下天王星是一個小小的亮點。此時太陽、地球、月球、天王星幾乎處于同一條直線上。已知地球和天王星繞太陽公轉(zhuǎn)的方向與月球繞地球公轉(zhuǎn)的方向相同,下列說法正確的是( )
A. 以太陽為參考系,此時地球的速度大于月球的速度B. 以太陽為參考系,此時地球的加速度小于月球的加速度C. 下一次出現(xiàn)相同天文奇觀的時間間隔小于一年D. 月球和天王星的公轉(zhuǎn)軌道半長軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值相等
2.(多選)如圖所示,人造衛(wèi)星A圍繞地球做圓周運動,A、B連線和A、C連線與地球相切,連線夾角為θ,θ為地球?qū)πl(wèi)星的張角?,F(xiàn)有甲、乙兩顆人造衛(wèi)星,軌道平面相同,以相同方向繞地球公轉(zhuǎn)。已知地球?qū)住⒁业膹埥欠謩e為θ1和θ2,且θ1>θ2,甲、乙公轉(zhuǎn)角速度分別為ω1和ω2,引力常量為G。以下說法正確的是( )
A. 由題目所給條件,可以算出地球的質(zhì)量B. 由題目所給條件,可以算出地球的密度
這是一份高考物理二輪復習專題一第4講萬有引力與航天 (含解析)課件PPT,共53頁。
這是一份高中物理高考 2020版高考物理大二輪復習專題一第4講萬有引力與航天課件,共54頁。
這是一份最新高考物理二輪復習課件:4.4萬有引力與航天
注冊成功