新高考物理二轮专题复习精练专题4 万有引力与航天（原卷版）.doc

专题四、万有引力与航天

第一部分织网点睛，纲举目张

1．天体运动的两条基本思路

(1)F引＝F向，即Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r。

(2)在忽略自转时，万有引力近似等于物体的重力，

即Geq\f(Mm,R2)＝mg，可得GM＝gR2(黄金代换式)。

2．解决天体运动问题的“万能关系式”

3．两类变轨问题辨析

(1)加速变轨：卫星的速率增大时，使得万有引力小于所需向心力，即F引eq\f(mv2,r)，卫星做离心运动，轨道半径将变大。因此，要使卫星的轨道半径增大，需开动发动机使卫星做加速运动。

(2)制动变轨：卫星的速率减小时，使得万有引力大于所需向心力，即F引eq\f(mv2,r)，卫星做向心运动，轨道半径将变小。因此，要使卫星的轨道半径减小，需开动发动机使卫星做减速运动。

4．变轨前后能量的比较

在离心运动过程中(发动机已关闭)，卫星克服引力做功，其动能向引力势能转化，机械能保持不变。在两个不同的轨道上(圆轨道或椭圆轨道)，轨道越高卫星的机械能越大。

5.双星系统之“二人转”模型

双星系统由两颗相距较近的星体组成，由于彼此的万有引力作用而绕连线上的某点做匀速圆周运动?简称“二人转”模型?。双星系统中两星体绕同一个圆心做圆周运动，周期、角速度相等；向心力由彼此的万有引力提供，大小相等.

6.三星系统之“二绕一”和“三角形”模型

三星系统由三颗相距较近的星体组成，其运动模型有两种：一种是三颗星体在一条直线上，两颗星体围绕中间的星体做圆周运动?简称“二绕一”模型?；另一种是三颗星体组成一个等边三角形，三颗星体以等边三角形的几何中心为圆心做圆周运动?简称“三角形”模型?。,“三角形”模型中，三星结构稳定，角速度相同，半径相同，任一星体的向心力均由另两颗星体对它的万有引力的合力提供

7.四星系统之“三绕一”和“正方形”模型

四星系统由四颗相距较近的星体组成，与三星系统类似，运动模型通常有两种：一种是三颗星体相对稳定地位于三角形的三个顶点上，环绕另一颗位于中心的星体做圆周运动?简称“三绕一”模型?；另一种是四颗星体相对稳定地分布在正方形的四个顶点上，围绕正方形的中心做圆周运动?简称“正方形”模型?。

第二部分实战训练，高考真题演练

1.（2022山东物理）“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。如图所示，该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直。卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈。已知地球半径为地轴R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，则“羲和号”卫星轨道距地面高度为（）

A.SKIPIF10 B.SKIPIF10

C.SKIPIF10 D.SKIPIF10

2．（2022·高考广东物理）“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是（）

A．火星公转的线速度比地球的大

B．火星公转的角速度比地球的大

C．火星公转的半径比地球的小

D．火星公转的加速度比地球的小

3.（2022·全国理综乙卷·14）2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约SKIPIF10的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们（）

A.所受地球引力的大小近似为零

B.所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零

C.所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等

D.在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小

4．（2022新高考海南卷）火星与地球的质量比为a，半径比为b，则它们的第一字宙速度之比和表面的重力加速度之比分别是（）

A．SKIPIF10B．SKIPIF10=SKIPIF10C．SKIPIF10D．SKIPIF10

5.（2022年1月浙江选考）“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的