人教版高考物理一轮总复习精品课件 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第4节 万有引力定律及其应用 (3).ppt

5.(2021湖南双峰县第一中学高三开学考试)某火星探测器在距火星表面高度为h的轨道上绕火星做周期为T的匀速圆周运动,经多次变轨后成功着陆,着陆后测得火星表面的重力加速度为g,已知火星的半径为R,引力常量为G,忽略火星自转及其他星球对探测器的影响,以下说法正确的是()答案D考点三三个宇宙速度的理解及卫星参量的比较与计算[师生共研]1.物理量随轨道半径变化的规律2.卫星问题常见的四个比较对象(1)静止卫星的周期、轨道平面、高度、线速度、角速度、绕行方向均是固定不变的,常用于无线电通信。(2)极地卫星运行时每圈都经过南北两极,由于地球自转,极地卫星可以实现全球覆盖。(3)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星,其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径,其运行线速度约为7.9km/s。(4)赤道上的物体随地球自转而做匀速圆周运动,由万有引力和地面支持力的合力充当向心力(或者说由万有引力的分力充当向心力),它的运动规律不同于卫星,但它的周期、角速度与静止卫星相等。3.卫星发射速度与卫星运动轨迹的关系(1)v发=7.9km/s时,卫星绕地球做匀速圆周运动。(2)7.9km/sv发11.2km/s,卫星绕地球运动的轨迹为椭圆。(3)11.2km/s≤v发16.7km/s,卫星绕太阳做椭圆运动。(4)v发≥16.7km/s,卫星将挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的空间。【典例突破】典例3.木星的质量约是地球的318倍,已知木星的一颗卫星甲的轨道半径和地球的卫星乙的轨道半径相同,且它们均做匀速圆周运动,则下列说法正确的是()A.卫星甲的周期可能大于卫星乙的周期?B.卫星甲的线速度可能小于卫星乙的线速度C.卫星甲的向心加速度一定大于卫星乙的向心加速度D.卫星甲所受的万有引力一定大于卫星乙所受的万有引力思维点拨万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律和向心加速度的表达式可求卫星参量的表达式,再根据表达式进行讨论即可求解。答案C考题点睛【对点演练】6.(多选)(2021湖南临澧县第一中学高三月考)天文学家发现一颗与地球类似的太阳系外行星,这颗行星距离地球约20亿光年,公转周期约为37年,这颗行星位于天秤座星群,它的半径大约是地球的1.9倍,该行星表面与地球表面的重力加速度相近,则下列说法正确的是()A.在地球上发射航天器到达该星球,航天器的发射速度至少要达到第三宇宙速度B.该行星的公转速度比地球大C.该行星的质量约为地球质量的3.6倍D.要在该行星表面发射人造卫星,发射速度至少要达到7.9km/s答案AC7.(2020北京卷)我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的10%,半径约为地球半径的50%,下列说法正确的是()A.火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度B.火星探测器的发射速度应介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之间C.火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度D.火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度答案A解析当发射速度大于地球的第二宇宙速度时,探测器将脱离地球的引力在太阳系的范围内运动,火星在太阳系内,所以火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度,故A正确;当发射速度介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之间时,探测器将围绕地球运动,故B错误;考点四多星系统模型[名师破题]1.双星(1)各自所需的向心力由彼此间的万有引力相互提供,即(2)两颗星的周期及角速度都相同,即T1=T2,ω1=ω2。(3)两颗星的半径与它们之间的距离关系:r1+r2=l。2.多星(1)三星模型①三颗星位于同一直线上,两颗质量均为m的环绕星围绕中央星在同一半径为R的圆形轨道上运行(如图甲所示)。②三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点上(如图乙所示)。(2)四星模型①四颗质量相等的星体位于正方形的四个顶点上,沿着外接于正方形的圆形轨道做匀速圆周运动(如图丙所示)。②三颗质量相等星体始终位于正三角形的三个顶点上,另一颗位于中点O,外围三颗星绕O做匀速圆周运动(如图丁所示)。【典例突破】典例4.双星系统中两个星球A、B的质量都是m,相距L,它们围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。实际观测该系统的周期T要小于按照力学理论计算出的周期理论值T0,且=k(0k1),于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C的影响,并认为C位于A、B的连线正中间,相对A、B静止,则A、B组成的双星系统周期理论值T0及C的质量分别为()审题指导关键词句获取信息双星系统中两个星球A、B的质量都是m,相距LA、B两星圆周运动周期相等,