2016全国高考理综物理第4讲天体运动选编.docx

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2016全国高考理综物理第4讲天体运动选编

第2讲 天体运动【自主学习】第2讲 天体运动(本讲对应学生用书第18~21页)自主学习【考情分析】全国考情核心考点2013年2014年2015年天体运动T20:天体运动T19:天体运动T21:天体运动【备考策略】天体运动是高考的热点,每年必考,常以选择形式出现,主要围绕多星运动的比较、变轨、追及、求质量和密度等问题.还可能从以下角度考查:(1) 与动力学、功能问题结合.(2) 结合必威体育精装版的科技问题.一、处理万有引力与航天问题的两条思路1.在处理天体的运动问题时,通常把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需要的向心力由万有引力提供.其基本关系式为G=m=mω2r=mr=m(2πf)2r.2.在天体表面,忽略自转的情况下有G=mg.二、卫星的绕行速度v、角速度ω、周期T与轨道半径r的关系1.由G=m,得v=,则r越大,v越小.2.由G=mω2r,得ω=,则r越大,ω越小.3.由G=mr,得T=,则r越大,T越大.三、地球同步卫星的基本特征1.周期为地球自转周期T=24 h.2.轨道在赤道平面内和地球赤道为共面同心圆.3.运动的角速度与地球的自转角速度相同.4.高度h一定,约为地球表面半径R的6倍,由v=(R+h)ω和a=(R+h)ω2知,所有同步卫星的线速度大小和向心加速度大小都相等.四、卫星变轨1.由低轨变高轨,需增大速度,稳定在高轨道上时速度比在低轨道时小.2.由高轨变低轨,需减小速度,稳定在低轨道上时速度比在高轨道时大.1.(2015·湖南长沙高三模拟)今有一个相对地面静止,悬浮在赤道上空的气球.对于一个站在宇宙背景惯性系的观察者,仅考虑地球相对其的自转运动,则以下对气球受力的描述正确的是(  )A.该气球受地球引力、空气浮力和空气阻力B.该气球受力平衡C.地球引力大于空气浮力D.地球引力小于空气浮力〖答案〗C〖解析〗气球环绕地球做圆周运动,速度与大气相同,没有空气阻力,重力比浮力大的部分提供向心加速度,C项正确.2.(多选)(2015·河北唐山二模)甲、乙为两颗地球卫星,其中甲轨道为圆,乙轨道为椭圆,圆轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等,如图所示,P点为两轨道的一个交点.下列说法中正确的是(  )A.卫星乙在远地点的线速度小于卫星甲的线速度B.卫星乙在近地点的线速度小于卫星甲的线速度C.卫星乙的周期大子卫星甲的周期D.卫星乙在P点的加速度等于卫星甲在P点的加速度〖答案〗AD〖解析〗由开普勒第三定律可知,由于圆轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等,所以二者的周期一定是相等的.卫星乙在远地点的线速度小于卫星甲的线速度,卫星乙在近地点的线速度大于卫星甲的线速度.故A项正确,B、C项错误;由万有引力提供向心力可知ma=,得a=,二者在P点到地球的距离是相等的,所以二者在P点的加速度是相等的,故D项正确.3.(2015·河南十所名校高三联考)“嫦娥三号”探月卫星于2013年下半年在西昌卫星发射中心发射,实现“落月”的新阶段.已知月球绕地球做圆周运动的半径为r1、周期为T1;“嫦娥三号”探月卫星绕月球做圆周运动的半径为r1、周期为T1.引力常量为G,不计周围其他天体的影响,下列说法中正确的是(  )A.根据题目条件能求出“嫦娥三号”探月卫星的质量B.根据题目条件能求出地球的密度C.根据题目条件能求出地球与月球之间的引力D.根据题目条件可得出=〖答案〗C〖解析〗根据题目条件不能求出“嫦娥三号”探月卫星的质量,能够求出地球质量、月球质量,根据题目条件能求出地球与月球之间的引力,C项正确,A、B项错误;根据题目条件可得出==,由于M地不等于M月,所以根据题目条件不可能得出=,D项错误.4.(2015·江西上饶六校联考二模)近几年我国在航空航天工业上取得了长足的进步,既实现了载人的航天飞行,又实现了航天员的出舱活动.如图所示,在某次航天飞行实验活动中,飞船先沿椭圆轨道1飞行,后在远地点343千米的P处点火加速,由椭圆轨道1变成高度为343千米的圆轨道2.下列说法中正确的是(  )A.飞船在椭圆轨道1上的机械能比在圆轨道2上的机械能大B.飞船在圆轨道2上时航天员出舱前后都处于失重状态C.飞船在此圆轨道2上运动的角速度小于同步卫星运动的角速度D.飞船在椭圆轨道1上通过P的加速度小于沿圆轨道2运动的加速度〖答案〗B〖解析〗在远地点343千米处点火加速,机械能增加,故飞船在椭圆轨道1上的机械能比在圆轨道2上的机械能小,故A项错误;飞船在圆轨道上时,航天员出舱前后,航天员所受地球的万有引力提供航天员做圆周运动的向心力,航天员此时的加速度就是万有引力加速度,即航天员出舱前后均处于完全失重状态,但都受重力,故B项正确;因为飞船在圆形轨道上运动的半径小于同步卫星的半径,所以飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度,故C项错误;飞船变轨前后通过P点时的加速度均为

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