高考专题天体运动摘要.doc

第讲　万有引力与航天 1第一宇宙速度又叫环绕速度． 2．第一宇宙速度是人造地球卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度． 3．第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度，也是人造地球卫星的最小发射速度． 4．第一宇宙速度的计算方法． (1)由G＝m 得v＝. (2)由mg＝m 得v＝. 5第二宇宙速度(脱离速度)：v2＝11.2 km/s，使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度． 6．第三宇宙速度(逃逸速度)：v3＝16.7 km/s，使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度． 4．(2013·深圳第一次调研)(多选)在地球的圆形同步轨道上有某一卫星正在运行，则下列正确的是(　　)． A．卫星的重力小于在地球表面时受到的重力 B．卫星处于完全失重状态，所受重力为零 C．卫星离地面的高度是一个定值 D．卫星相对地面静止，处于平衡状态 解析　在地球的圆形同步轨道上的卫星处于完全失重状态但所受重力不为零，且小于在地面时受到的重力，A正确，B错误；同步卫星离地面的高度是一个定值，相对于地面静止，做匀速圆周运动，这不是平衡状态，C正确，D错误． 答案　AC 5．(单选)随着“神舟十号”与“天宫一号”成功“牵手”及“嫦娥”系列月球卫星技术的成熟，我国将于2020年前发射月球登陆器，采集月球表面的一些样本后返回地球，为中国人登陆月球积累实验数据．月球登陆器返回时，先由月球表面发射后绕月球在近月圆轨道上飞行，经轨道调整后与停留在较高轨道的轨道舱对接，对接完成后再经加速脱离月球飞回地球，下列关于此过程的描述中正确的是(　　)． A．登陆器在近月圆轨道上运行的速度必须大于月球第一宇宙速度 B．登陆器与轨道舱对接后的运行周期小于对接前登陆器的运行周期 C．登陆器与轨道舱对接后必须加速到等于或大于月球第二宇宙速度才可以返回地球 D．登陆器与轨道舱对接时登陆器的速度大于其在近月轨道上的运行速度 解析　卫星的运行速度v＝，当r＝R(R为月球半径)时其值等于月球的第一宇宙速度，近月轨道半径稍大于月球半径R，因此登陆器的速度稍小于月球的第一宇宙速度，A错；由T＝2π可知登陆器与轨道舱对接后的运行周期大于对接前登陆器的周期，B项错；对登陆器来说，月球是它的中心天体，因此登陆器脱离月球的最小速度为月球的第二宇宙速度，C正确；对接时登陆器上升到较高轨道，速度小于在近月轨道上的速度，D错．答案　C 点一　星体表面上的重力加速度问题 计算重力加速度的方法 (1)在地球表面附近的重力加速度g (不考虑地球自转)： mg＝G，得g＝ (2)在地球上空距离地心r＝R＋h处的重力加速度为g′， mg′＝，得，g′＝ 所以＝ (3)其他星球上的物体，可参考地球上的情况做相应分析． 为了实现人类登陆火星的梦想，近期我国宇航员王跃与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动．已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期也基本相同．地球表面重力加速度是g，若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略自转影响的条件下，下述分析正确的是(　　)． A．王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的 B．火星表面的重力加速度是g C．火星第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的 D．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度是h 解析　当我国宇航员王跃在地球表面时，根据万有引力定律及牛顿第二定律可得＝mg＝ma＝，同理可得王跃在火星表面时F万′＝＝mg′＝ma′＝，可得王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的，A项对；火星表面的重力加速度是g′＝g，B项错；火星的第一宇宙速度v′＝ v＝v，故C项对；由0－v2＝－2gh可得王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度h′＝h＝h，D项错． 答案　AC 有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面处的重力加速度是地球表面处重力加速度的4倍，则该星球的质量将是地球质量的(忽略其自转影响)(　　)． A.　 B．4倍　　C．16倍　 D．64倍 解析表面的重力加速度：g＝，又知ρ＝，所以M＝，故＝3＝64. 答案　D 热点二　天体质量和密度的估算 1．天体质量及密度的估算 (1)天体质量的估算： 已知天体做匀速圆周运动的轨道半径和周期，由G＝m2r得M＝，只能用来求中心天体的质量． 已知天体表面重力加速度、天体半径和引力常量，由mg＝G得M＝. (2)天体密度估算一般在质量估算的基础上，利用M＝ρ×πR3进行． 2．估算天体问题应注意三点 (1)天体质量估算中常有隐含条件，如地球的自转周期为24 h，公转周期为365天等． (2)注意黄金代换式GM＝gR2的应用． (3)注意密度公式ρ＝的理解和应用． (2013·大纲，18)“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在