2018年高三复习-专题05万有引力与航天含解析.doc

高考资源网（ ），您身边的高考专家 欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。 高考资源网（ ），您身边的高考专家 欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。 【2018年高考考点定位】 高考试题的考察集中于以下几点： 1．物理学史中关于对天体运动认识的考察，对于开普勒三大定律的考察。 2．结合万有引力定律的公式对中心天体和环绕天体之间由于万有引力而做匀速圆周运动的考察。 3．绕同一个中心天体的各个环绕天体之间追击相遇问题的考察。 4．根据表面卫星的运动对未知天体的探究，包括未知天体的密度，未知天体表面的重力加速度等。 5．根据地球公转和自转周期与其他星体的运动相类比的估算类问题。 【考点pk】名师考点透析 考点一、开普勒三大定律 1．内容： eq \o\ac(○,1)开普勒第一定律：所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 eq \o\ac(○,2)开普勒第二定律：对任意一个行星的运动来说，它与太阳的连线在任意相等时间内扫过的面积相等。 eq \o\ac(○,3)所有行星轨道半长轴的三次方与公转周期二次方的比值都相等，即，的取值与中心天体有关，与其他无关。 2．虽然开普勒第二定律是关于行星绕太阳运动的描述，但是对于只收到万有引力的卫星，导弹在地球表面的运动也同样适用，另外所有的卫星绕中心天体的圆周运动也都适用，因为圆周就是一个特殊的半长轴等于半短轴的椭圆。 3．物理学史： eq \o\ac(○,1)关于行星运动的三大定律是开普勒提出的 eq \o\ac(○,2)万有引力定律是牛顿提出的 eq \o\ac(○,3)万有引力常量是卡文迪许测量的。 考点二、万有引力定律 1．内容：自然界中任意两个物体都相互吸引，引力大小跟这两个物体质量的乘积成正比，跟他们距离的平方成反比。公式即：，为引力常量。适用范围：适用于质点之间的相互作用，对于天体运动一般可以看做质点，此时距离为球心之间的距离。 2．万有引力提供向心力：卫星和环绕天体的运动分析中，以表示中心天体质量，以表示环绕天体质量，以表示天体之间的距离，则根据万有引力提供向心力有，可得环绕天体或卫星的相信加速度，线速度，周期，角速度。 3．万有引力和重力：一般认为万有引力等于重力即，重力加速度。在地球表面一般近似认为，若考虑地球自转，则万有引力的一个分力提重力，另外一个分力提供圆周运动的向心力。在赤道地区，由于两个分力方向一致，所以有，其中周期为地球自转周期。 考点三、卫星运动 1．卫星追击相遇： eq \o\ac(○,1)卫星匀速圆周运动，若卫星加速，则使得，卫星做离心运动，轨道半径变大，万有引力做负功，到达更高的轨道做匀速圆周运动，此时轨道半径变大，线速度变小。同理，减速则卫星向心运动，轨道半径变小，线速度变大。 eq \o\ac(○,2)两个不同轨道但绕同一个中心天体的卫星设角速度分别为和，则有从某一次相遇到下一次相遇的过程，两个卫星转过的圆心角相差即。 2．若卫星沿星球表面做匀速圆周运动周期为，则有轨道半径等于球体半径，则有，整理即。 3．三大宇宙速度： eq \o\ac(○,1)第一宇宙速度是卫星脱离地球表面的最小发射速度，即环绕地球表面做匀速圆周运动的线速度，同时也是最大的环绕速度。 eq \o\ac(○,2)卫星挣脱地球引力转而绕太阳运动的最小发射速度大小为。 eq \o\ac(○,3)卫星挣脱太阳引力离开太阳系的最小发射速度大小为。 4．双星以及多星问题的核心是某一个行星受到其他星体万有引力的合力提供向心力，圆心即在合力的方向上，而且各个星体圆运动的角速度都相等。周期相等。 【试题演练】 1．北京时间2012年10月，我国第16颗北斗导航卫星发射成功，它是一颗地球静止轨道 卫星（即地球同步卫星），现已与先期发射的15颗北斗导航卫星组网运行并形成区域服务能力。在这16颗北斗导航卫星中，有多颗地球静止轨道卫星,下列关于地球静止轨道卫星的说法中正确的是： （ ） A．它们的运行速度都小于7.9km/s B．它们运行周期的大小可能不同 C．它们离地心的距离可能不同 D．它们的向心加速度小于静止在赤道上物体的向心加速度 【答案】A 【名师点睛】解决本题的关键知道同步卫星的特点以及掌握万有引力提供向心力这一理论；地球的静止轨道卫星处于赤道的上方，周期等于地球自转的周期，根据万有引力提供向心力得出线速度、加速度与轨道半径的关系，从而比较出线速度与第一宇宙速度的大小，向心加速度与重力加速度的大小。 2． 【安徽省六安市第一中学2016届高三第九次月考理科综合试题】由中国航天科技集团公司五院自主研制的电推进系中2015年1月2日取得重要成果；电推进系统在试验中已突破6000小时，开关机3000次，具备确保该卫星在轨可靠运行15年的能力，如图所示为应用该系统