高考物理二輪專題四萬有引力與航天

第一部分專題四導(dǎo)練感悟高考熱點(diǎn)透析高考考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三沖刺直擊高考1．(2012·北京高考)關(guān)于環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，下列說法正確的是(

)A．分別沿圓軌道和橢圓軌道運(yùn)行的兩顆衛(wèi)星，不可能具

有相同的周期B．沿橢圓軌道運(yùn)行的一顆衛(wèi)星，在軌道不同位置可能具

有相同的速率C．在赤道上空運(yùn)行的兩顆地球同步衛(wèi)星，它們的軌道半

徑有可能不同D．沿不同軌道經(jīng)過北京上空的兩顆衛(wèi)星，它們的軌道平

面一定會(huì)重合BB3．(2012·海南高考)地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可用地球質(zhì)量

M、地球自轉(zhuǎn)周期T與引力常量G表示為r＝________。由以上高考試題可以看出，本專題的高頻考點(diǎn)主要集中在萬有引力定律的應(yīng)用、行星、衛(wèi)星的運(yùn)行規(guī)律、天體質(zhì)量的估算等方面，難度適中。本專題在高考中還常考查到變軌問題、雙星問題等，復(fù)習(xí)時(shí)注意抓住兩條主線：一是萬有引力等于向心力，二是重力等于向心力。1．必須精通的幾種方法。(1)天體質(zhì)量和密度的估算方法。(2)“變軌問題”的處理方法。(3)“雙星問題”的處理方法。(4)第一宇宙速度的計(jì)算方法。2．必須明確的易錯(cuò)易混點(diǎn)。(1)任何物體間都存在萬有引力，但萬有引力定律并不適用于任何物體之間。[答案]

A1．“探路者”號(hào)宇宙飛船在宇宙深處飛行過程中，發(fā)現(xiàn)A、B兩顆均勻球形天體，兩天體各有一顆靠近其表面飛行的衛(wèi)星，測得兩顆衛(wèi)星的周期相等，以下判斷正確的是(

)A．天體A、B的質(zhì)量一定不相等B．兩顆衛(wèi)星的線速度一定相等C．天體A、B表面的重力加速度之比等于它們的半徑之比D．天體A、B的密度一定相等CD[例2]

(2012·天津高考)一個(gè)人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能減小為原來的1/4，不考慮衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則變軌前后衛(wèi)星的(

)A．向心加速度大小之比為4∶1B．角速度大小之比為2∶1C．周期之比為1∶8D．軌道半徑之比為1∶2[答案]

CB[例3]

1970年4月24日，我國自行設(shè)計(jì)、制造的第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”發(fā)射成功，開創(chuàng)了我國航天事業(yè)的新紀(jì)元?！皷|方紅一號(hào)”的運(yùn)行軌道為橢圓軌道如圖4－1所示，其近地點(diǎn)M和遠(yuǎn)地點(diǎn)N的高度分別為439km和2384km，則(

)A．衛(wèi)星在M點(diǎn)的勢能大于N點(diǎn)的勢能

B．衛(wèi)星在M點(diǎn)的角速度大于N點(diǎn)的角速度圖4－1C．衛(wèi)星在M點(diǎn)的加速度大于N點(diǎn)的加速度D．衛(wèi)星在N點(diǎn)的速度大于7.9km/s[解析]

衛(wèi)星在M點(diǎn)受到的萬有引力大于N點(diǎn)受到的萬有引力，所以衛(wèi)星在M點(diǎn)的加速度大于N點(diǎn)的加速度，C正確；衛(wèi)星離地面越高，線速度越小，角速度越小，重力勢能越大，所以A錯(cuò)誤，B正確；衛(wèi)星的第一宇宙速度是7.9km/s，是最大的環(huán)繞速度，所以D錯(cuò)誤。[答案]

BC3．如圖4－2所示，是某次發(fā)射人造衛(wèi)星的示意圖，人造衛(wèi)星先在近地圓周軌道1上運(yùn)動(dòng)，然后改在橢圓軌道2上運(yùn)動(dòng)，最后在圓周軌道3上運(yùn)動(dòng)，a點(diǎn)是軌道1、2的交點(diǎn)，b點(diǎn)是軌道2、3的交點(diǎn)，人造衛(wèi)星在軌道1上的速度為v1在軌道2上a點(diǎn)的速度為v2a，在軌道2上b點(diǎn)的速度為v2b，在軌道3上的速度為v3，則各速度的大小關(guān)系是(

)圖4－2A．v1>v2a>v2b>v3B．v1<v2a<v2b<v3C