2016年高考物理考前20天终极冲刺攻略解决方案.doc

5月23日　万有引力定律的应用 考纲要求 万有引力定律及其应用(II) 环绕速度(II) 命题预测 1.考查天体质量和密度的计算：主要考查对万有引力定律、星球表面重力加速度的理解和计算，以天体问题为背景的信息题，广受命题专家青睐。 2.考查卫星(天体)的运行及变轨：主要考查卫星在轨道运行时线速度、角速度、周期的计算，卫星在变轨或登陆过程中线速度、角速度、周期以及能量的变化情况，天体处于特定位置的追及和相遇问题。 3.考查双星及多星问题。 应试技巧 1.估算中心天体质量和密度的两条思路： (1)测出中心天体表面的重力加速度g，由G=mg得天体质量，天体体积为V=，平均密度ρ==。 (2)利用环绕天体的轨道半径r、周期T，由G=mr得天体质量，当环绕天体绕中心天体表面做匀速圆周运动时，轨道半径r=R，平均密度ρ=。 2.卫星运行及变轨问题： (1)人造卫星做匀速圆周运动时由万有引力完全提供其所需向心力，有 G=mg=m=mrω2=mr，可得g=，v=，ω=，T=2π。 (2)同步卫星相对地面静止，定点在赤道上空，离地面高度为定值，周期等于地球自转周期。 (3)当卫星的速度突然增大时，，卫星将做离心运动，万有引力做负功，当卫星进入高轨道并稳定运行时，其运行速度与原轨道相比减小了。 (4)当卫星的速度突然减小时，，卫星将做近心运动，万有引力做正功，当卫星进入低轨道并稳定运行时，其运行速度与原轨道相比增大了。 3.双星及多星问题： (1)向心力来源：双星系统中两星体间的万有引力，多星系统中其他星体万有引力的合力。 (2)双星问题特征：双星在一条直线上，轨道圆心在两星体连线上，周期(角速度)相等，易错点是列式时将两星体间的距离当作轨道半径。 (3)可解的多星问题：各星体的质量相等、位于正多边形的顶点上，圆心为正多边形的几何中心，周期(角速度)相等。 4.其他问题： (1)开普勒第三定律：=常量，对椭圆轨道，r为半长轴；对圆轨道，r为半径。 (2)卫星(天体)的追及和相遇问题：两天体与轨道圆心共线，在轨道圆心两侧时相距最远，在同侧时相距最近。解题关键是找ω1t±ω2t对应的几何关系。 (3)黑洞的逃逸速度为光速c，即黑洞的第二宇宙速度，是黑洞第一宇宙速度的倍。 (4)若不能忽略地球自转，物体在极点处所受地面的支持力等于万有引力大小；在赤道处所受支持力与万有引力的合力充当向心力，周期为地球自转周期。 1．(2015新课标全国卷I)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4 m高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止)；最后关闭发动机，探测器自由下落。已知探测器的质量约为1.3×103 kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8 m/s2。则此探测器 A.在着陆前瞬间，速度大小约为8.9 m/s B.悬停时受到的反冲作用力约为2×103 N C.从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒 D.在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度 【参考答案】BD 【命题意图】本题考查人造天体的着陆速度，反冲力大小以及能量是否守恒问题。 【试题解析】星球表面万有引力提供重力即，重力加速度，地球表面，则月球表面，则探测器重力，选项B对；探测器自由落体，末速度，选项A错；关闭发动机后，仅在月球引力作用下机械能守恒，而离开近月轨道后还有制动悬停，所以机械能不守恒，选项C错；近月轨道即万有引力提供向心力,小于近地卫星线速度，选项D对。 【名师点睛】万有引力提供向心力是基础，会求解星球表面的重力加速度，会求解近星球表面的运行速度，会结合功能关系解决天体能量守恒问题。 2．(2014新课标全国卷I)太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学成为“行星冲日”。据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日，木星冲日，4月9日火星冲日，6月11日土星冲日，8月29日，海王星冲日，10月8日，天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径(AU) 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 A.各地外行星每年都会出现冲日现象 B.在2015年内一定会出现木星冲日 C.天王星相邻两次的冲日的时间是土星的一半 D.地外行星中海王星相邻两次冲日间隔时间最短 【参考答案】BD 【命题意图】本题考查万有引力定律的估算问题。 【试题解析】相邻两次行星冲日的时间间隔就是地球比该行星多运动一周的时间，根据开普勒第三定律可得，周期，相邻两次行星冲日的时间间隔，即相邻两次行星冲