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2019版一轮创新思维物理(人教版)课件:第四章 高考题题型专项突破(五) 天体运动题 .ppt

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2019版一轮创新思维物理(人教版)课件:第四章 高考题题型专项突破(五) 天体运动题 .ppt

高考题题型专项突破高考题题型专项突破(五五)天体运动题天体运动题 考向考向1 考查万有引力定律的应用考查万有引力定律的应用 真题真题1 (2017 高考全国卷高考全国卷)2017年年4月,我国成功发射的天月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨可视为圆轨道道)运运行与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的行与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的()A周期变大周期变大 B速率变大速率变大 C动能变大动能变大 D向心加速度变大向心加速度变大 解析:解析:组合体比天宫二号质量大,轨道半径组合体比天宫二号质量大,轨道半径R不变,根据不变,根据GMmR2mv2R,可得,可得vGMR,可知与天宫二号单独运行时相,可知与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的速率不变,比,组合体运行的速率不变,B项错误;又项错误;又T2Rv,则周期,则周期T不变,不变,A项错误;质量变大、速率不变,动能变大,项错误;质量变大、速率不变,动能变大,C项正项正确;向心加速度确;向心加速度aGMR2,不变,不变,D项错误项错误 答案:答案:C 考向考向2 考查开普勒行星运动定律及机械能守考查开普勒行星运动定律及机械能守 恒的条件恒的条件 真题真题2 (多选多选)(2017 高考全国卷高考全国卷)如图,海王星绕太阳沿椭圆轨道运如图,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,动,P为近日点,为近日点,Q为远日点,为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为轨道短轴的两个端点,运行的周期为为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经过经过M、Q到到N的运动过程中的运动过程中()A从从P到到M所用的时间等于所用的时间等于T04 B从从Q到到N阶段,机械能逐渐变大阶段,机械能逐渐变大 C从从P到到Q阶段,速率逐渐变小阶段,速率逐渐变小 D从从M到到N阶段,万有引力阶段,万有引力对它先做负功后做正功对它先做负功后做正功 解析:解析:在海王星从在海王星从P到到Q的运动过程中,由于引力与速度的夹角的运动过程中,由于引力与速度的夹角大于大于90,因此引力做负功,根据动能定理可知,速度越来越,因此引力做负功,根据动能定理可知,速度越来越小,小,C项正确;海王星从项正确;海王星从P到到M的时间小于从的时间小于从M到到Q的时间,因此的时间,因此从从P到到M的时间小于的时间小于T04,A项错误;由于海王星运动过程中只受项错误;由于海王星运动过程中只受到太阳引力作用,引力做功不改变海王星的机械能,即从到太阳引力作用,引力做功不改变海王星的机械能,即从Q到到N的运动过程中海王星的机械能守恒,的运动过程中海王星的机械能守恒,B项错误;从项错误;从M到到Q的运动的运动过程中引力与速度的夹角大于过程中引力与速度的夹角大于90,因此引力做负功,从,因此引力做负功,从Q到到N的的过程中,引力与速度的夹角小于过程中,引力与速度的夹角小于90,因此引力做正功,即海王,因此引力做正功,即海王星从星从M到到N的过程中万有引力先做负功后做正功,的过程中万有引力先做负功后做正功,D项正确项正确 答案:答案:CD 考向考向3 考查万有引力定律与机械能守恒考查万有引力定律与机械能守恒 真题真题3 (多选多选)(2015 高考全国卷高考全国卷)我国发射的我国发射的“嫦娥三号嫦娥三号”登月探测器靠近月球后,先在月球表面附近的近似圆轨道上登月探测器靠近月球后,先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行;然后经过一系列过程,在离月面绕月运行;然后经过一系列过程,在离月面4 m高处做一次悬高处做一次悬停停(可认为是相对于月球静止可认为是相对于月球静止);最后关闭发动机,探测器自由;最后关闭发动机,探测器自由下落已知探测器的质量约为下落已知探测器的质量约为1.3103 kg,地球质量约为月,地球质量约为月球的球的81倍,地球半径约为月球的倍,地球半径约为月球的3.7倍,地球表面的重力加倍,地球表面的重力加速速度大小约为度大小约为9.8 m/s2.则此探测器则此探测器()A在着陆前的瞬间,速度大小约为在着陆前的瞬间,速度大小约为8.9 m/s B悬停时受到的反冲作用力约为悬停时受到的反冲作用力约为2103 N C从离开近月圆轨道到着陆这段时间内,机械能守恒从离开近月圆轨道到着陆这段时间内,机械能守恒 D在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度上运行的线速度 解析:解析:由题述地球质量约为月球质量的由题述地球质量约为月球质量的81倍,地球半径约为倍,地球半径约为月球半径的月球半径的3.7倍,由公式倍,由公式GMmR2mg,可得月球表面的重力加,可得月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的速度约为地球表面重力加速度的16,即,即g月月1.6 m/s2.由由v22g月月h,解得此探测器,解得此探测器在着陆瞬间的速度在着陆瞬间的速度v3.6 m/s,选项,选项A错误;错误;由平衡条件可得悬停时受到的反冲作用力约为由平衡条件可得悬停时受到的反冲作用力约为Fmg月月1.31031.6 N2103 N,选项,选项B正确;从离开近月圆轨道正确;从离开近月圆轨道到着陆这段时间,由于受到了反冲作用力,且反冲作用力对到着陆这段时间,由于受到了反冲作用力,且反冲作用力对探测器做负功,探测器机械能减小,选项探测器做负功,探测器机械能减小,选项C错误;错误;由由GMmR2mv2R,GMmR2mg,解得,解得v gR,由于地球半径和,由于地球半径和地球表面的重力加速度均大于月球,所以探测器在近月轨道地球表面的重力加速度均大于月球,所以探测器在近月轨道上运行的线速度要小于人造卫星在近地轨道上运行上运行的线速度要小于人造卫星在近地轨道上运行的线速的线速度,选项度,选项D正确正确 答案:答案:BD 备考策略备考策略 1考情分析:考情分析:全国卷高考对本章的考查通常以选择题的形式全国卷高考对本章的考查通常以选择题的形式出现,极个别情况下会出现在计算题中,难度一般中等;考出现,极个别情况下会出现在计算题中,难度一般中等;考查对描述圆周运动参量间的关系、牛顿第二定律、向心力公查对描述圆周运动参量间的关系、牛顿第二定律、向心力公式、万有引力定律等基本概念和基本规律的理解与应用,有式、万有引力定律等基本概念和基本规律的理解与应用,有时还会涉及能量知识,同时还会考查运用控制变量法进行定时还会涉及能量知识,同时还会考查运用控制变量法进行定性判断或定量计算的能力突出物理与现代科学技术的结性判断或定量计算的能力突出物理与现代科学技术的结合,特别是与现代航天技术的联系会更加紧密要关注现代合,特别是与现代航天技术的联系会更加紧密要关注现代航天技术的新发展并应用到物理学习中航天技术的新发展并应用到物理学习中 2迎考策略迎考策略:在行星:在行星(卫星卫星)运动中,所做匀速圆周运动的向运动中,所做匀速圆周运动的向心力由心力由中心天体对它们的万有引力提供,即:中心天体对它们的万有引力提供,即:F万万Fn,设中,设中心天体的质量为心天体的质量为M,行星或卫星,行星或卫星(即环绕天体即环绕天体)的质量为的质量为m,根,根据万有引力定律、牛顿第二定律和向心力公式有:据万有引力定律、牛顿第二定律和向心力公式有:F万万FnGMmr2mv2rmr2mr42T2man,解得:,解得:1.假设宇宙中有两颗相距无限远的行假设宇宙中有两颗相距无限远的行星星A和和B,半径分别为,半径分别为RA和和RB.两颗行两颗行星周围卫星的轨道半径的三次方星周围卫星的轨道半径的三次方(r3)与运行周期的平方与运行周期的平方(T2)的关系如图所的关系如图所示;示;T0为卫星环为卫星环绕行星表面运行的周绕行星表面运行的周期则期则()A行星行星A的质量小于行星的质量小于行星B的质量的质量 B行星行星A的密度小于行星的密度小于行星B的密度的密度 C行星行星A的第一宇宙速度等于行星的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度的第一宇宙速度 D当两行星的卫星轨道半径相同时,行星当两行星的卫星轨道半径相同时,行星A的卫星向心加速的卫星向心加速度大于行星度大于行星B的卫星向心加速度的卫星向心加速度 解析:解析:根据万有引力提供向心力得出:根据万有引力提供向心力得出:GMmr2m42rT2得:得:M42Gr3T2,根据图象可知,根据图象可知,A的的r3T2比较比较B的大,所以行星的大,所以行星A的质量的质量大于行星大于行星B的质量,故的质量,故A错误;根据图错误;根据图象可知,在两颗行星表象可知,在两颗行星表面做匀速圆周运动的周期相同,密度面做匀速圆周运动的周期相同,密度MVM43R342GR3T2043R33GT20,所以行星,所以行星A的密度等于行星的密度等于行星B的密度,故的密度,故B错误;错误;第一宇宙速度第一宇宙速度v2RT0,A的半径大于的半径大于B的半径,卫星环绕行星的半径,卫星环绕行星表面运行的周期相同,则表面运行的周期相同,则A的第一宇宙速度大于行星的第一宇宙速度大于行星B的第一的第一宇宙速度,故宇宙速度,故C错误;根据错误;根据GMmr2ma得:得:aGMr2,当两行星,当两行星的卫星轨道半径相同时,的卫星轨道半径相同时,A的质量大于的质量大于B的质量,则行星的质量,则行星A的的卫星向卫星向心加速度大于行星心加速度大于行星B的卫星向心加速度,故的卫星向心加速度,故D正确正确 答案:答案:D 2.(多选多选)(2018 广东茂名质检广东茂名质检)如图在同一轨如图在同一轨道平面上的两颗人造地球卫星道平面上的两颗人造地球卫星A、B同向绕同向绕地球做匀速圆周运动,地球做匀速圆周运动,A、B和地球恰好在一条直线上,周期和地球恰好在一条直线上,周期分别为分别为TA、TB,由图中位置开始,由图中位置开始A、B和地球再次共线的时间和地球再次共线的时间间隔为间隔为T,下列说法中正确的是,下列说法中正确的是()AA、B卫星的线速度卫星的线速度vAvB BA、B卫星受到的万有引力一定有卫星受到的万有引力一定有FAFB CT可能小于可能小于TA D.T一定大于一定大于TA2 解析:解析:设卫星的质量为设卫星的质量为m、轨道半径为、轨道半径为r、地球的质量为、地球的质量为M,根据万有引力提供向心力,得:根据万有引力提供向心力,得:GMmr2mv2r可得:可得:vGMr可知,卫星的轨道半径越大,线速度越小,故可知,卫星的轨道半径越大,线速度越小,故A正确;万有引正确;万有引力:力:FGMmr2,由于两颗人造地球卫星的质量关系未知,所,由于两颗人造地球卫星的质量关系未知,所以不能判断万有引力的大小,故以不能判断万有引力的大小,故B错误;由几何关系可知,当错误;由几何关系可知,当两颗卫星转动角度相差两颗卫星转动角度相差n时,时,A、B和地球共线,即和地球共线,即TTATTBn2,(n1,2,3,.)即即TnTATB2 TBTA,所以,所以T可能小于可能小于TA,且一,且一定大于定大于TA2,故,故C、D正确正确 答案:答案:ACD 3.(2018 四川遂宁市诊断四川遂宁市诊断)如图所示,质量如图所示,质量相同的三颗卫星相同的三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆绕地球做匀速圆周运动,其中周运动,其中b、c在地球的同步轨道上,在地球的同步轨道上,a距离地球表面的高度为距离地球表面的高度为R,此时,此时a、b恰好恰好相距最近已知地球质量为相距最近已知地球质量为M、半径为、半径为R、地球自转的角速度、地球自转的角速度为为.万有引力常量为万有引力常量为G,则,则()A发射卫星发射卫星b时速度要大于时速度要大于11.2 km/s B卫星卫星a的机械的机械能大于卫星能大于卫星b的机械能的机械能 C卫星卫星a和和b下一次相距最近还需经过下一次相距最近还需经过t2GM8R3

注意事项

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