2016全国高考理综物理第4讲天体运动选编.docx

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