高考物理二轮总复习精品课件 专题1 力与运动 第4讲 万有引力定律及其应用 (6).ppt

对点训练1.(命题角度2)(2022全国乙卷)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400km的“天宫二号”空间实验室上通过天地连线,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C解析本题考查万有引力定律的应用。航天员在空间站中所受万有引力完全提供其做圆周运动所需的向心力,飞船对其作用力等于零,故C正确,A、B错误;根据万有引力公式F万=G可知,航天员在地球表面上所受引力的大小大于其在飞船内所受引力的大小,即大于其随飞船运动所需向心力的大小,故D错误。2.(命题角度3)(2021全国乙卷)科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测,给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为1000AU(太阳到地球的距离为1AU)的椭圆,银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力,设太阳的质量为m,可以推测出该黑洞质量约为()A.4×104mB.4×106mC.4×108mD.4×1010mB考点二天体运行规律核心归纳命题角度1近地卫星和同步卫星(1)近地卫星:①轨道半径等于地球半径;②卫星所受万有引力等于重力mg;③卫星向心加速度即为重力加速度。(2)同步卫星:①同步卫星的周期等于地球的自转周期;②所有地球同步卫星都在赤道上空相同的高度上。命题角度2卫星运行参量分析(R、g分别是天体的半径、天体表面重力加速度)。黄金代换命题角度3变轨问题供不应求供大于求(3)同一卫星在不同轨道上运行时机械能不同,轨道半径越大,机械能越大。(4)卫星经过不同轨道相交的同一点时加速度相等,外轨道的速度大于内轨道的速度。典例剖析例2(命题角度1、3)北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。静止卫星是北斗卫星导航系统非常重要的组成部分,下图为地球某静止卫星的转换轨道示意图,其中Ⅰ为近地轨道,Ⅱ为转换轨道,Ⅲ为同步轨道,下列说法正确的是()A.赤道上静止物体的向心加速度为a0,Ⅰ轨道上卫星的加速度为a1,Ⅲ轨道上卫星的加速度为a3,则加速度的大小关系为a3a1a0B.在Ⅱ轨道上,卫星从P点运动到Q点的过程中机械能增加C.在P点,Ⅱ轨道的线速度大于Ⅰ轨道的线速度D.Ⅱ轨道对应的运行周期大于Ⅲ轨道对应的运行周期C解题指导审题:读取题干获取信息Ⅰ为近地轨道,Ⅱ为转换轨道,Ⅲ为同步轨道近地轨道半径等于地球半径,静止卫星的角速度等于地球自转的角速度题图卫星在近地轨道P点做离心运动进入转换轨道,卫星在转换轨道Q点做离心运动进入同步轨道破题:卫星变轨时速度的变化要根据万有引力和所需向心力的大小关系判断;根据牛顿第二定律比较各点的加速度;根据开普勒第三定律比较不同轨道上卫星的周期关系。素养要语卫星变轨的两种情况对点训练3.(命题角度1)(2021海南卷)2021年4月29日,我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核心舱运行轨道距地面的高度约为400km,地球同步卫星距地面的高度接近36000km。则该核心舱的()A.角速度比地球同步卫星的小B.周期比地球同步卫星的长C.向心加速度比地球同步卫星的大D.线速度比地球同步卫星的小C4.(命题角度2)(多选)极轨气象卫星的运动采用近极地太阳同步轨道,卫星轨道平面和太阳光线保持固定的交角。卫星每天差不多在固定的时间经过同一地区两次。将极轨气象卫星的轨道看作圆形,每条轨道都经过高纬度地区,由于地球自转,使一个极轨卫星每隔12h左右就可以获得一次全球的气象资料。关于极轨卫星在轨运行,以下判断正确的是()A.运行速度小于第一宇宙速度B.运行高度与地球同步通信卫星的高度相同C.运行轨道中心不是地心D.向心加速度小于地球表面处重力加速度AD解析极轨卫星的运行周期为12h,大于近地卫星的运行周期(约84min),所以其运行速度小于近地卫星的运行速度即第一宇宙速度,选项A正确;极轨