2019届二轮复习万有引力　天体运动课件（37张）（全国通用） 37页

第 13 讲　万有引力　天体运动 - 2 - - 3 - 考点一 考点二 考点三 考点四 开普勒行星运动定律 核心 知识整合 一、开普勒行星运动定律内容 1 . 第一定律 : 所有行星绕太阳运动的轨道都是 　　　 , 太阳处在这些椭圆的一个 　　　　 上。   2 . 第二定律 : 对任意一个行星来说 , 它与太阳的连线 在 __________ 内 扫过 　　　　 的面积。   3 . 第三定律 : 所有行星的轨道的 　　　　　　 的三次方跟它的 　　　　　　　 的二次方的比值都 　　　　 。其表达式为 , 其中 a 是椭圆轨道的半长轴 ,T 是行星绕太阳公转的周期 ,k 是一个对所有行星都相同的常量。   椭圆 焦点 相等的 时间 相等 半 长轴 公转 周期 相等 - 4 - 考点一 考点二 考点三 考点四 二、注意 事项 - 5 - 考点一 考点二 考点三 考点四 关键能力提升 命题点一 　 开普勒行星运动定律 【例 1 】 关于行星运动的规律 , 下列说法符合史实的是 ( 　　 ) A. 开普勒在牛顿定律的基础上 , 导出了行星运动的规律 B. 开普勒在天文观测数据的基础上 , 总结出了行星运动的规律 C. 开普勒总结出了行星运动的规律 , 找出了行星按照这些规律运动的原因 D. 开普勒总结出了行星运动的规律 , 发现了万有引力定律 答案 解析 解析 关闭 行星运动的规律是开普勒在第谷长期观察行星运动数据的基础上总结归纳出来的 , 并不是在牛顿运动定律的基础上导出的 , 但他并没有找出行星按这些规律运动的原因 ,A 、 C 错误 ,B 正确。牛顿发现了万有引力定律 ,D 错误。 答案 解析 关闭 B - 6 - 考点一 考点二 考点三 考点四 【例 2 】 关于行星的运动 , 下列说法错误的是 ( 　　 ) A. 关于行星的运动 , 早期有 “ 地心说 ” 与 “ 日心说 ” 之争 , 而 “ 地心说 ” 容易被人们所接受的原因之一是由于相对运动使得人们观察到太阳东升西落 B. 所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆 , 且近地点速度小 , 远地点速度大 C. 开普勒第三定律 , 式中 k 的值仅与中心天体的质量有关 D. 开普勒三定律也适用于其他星系的行星运动 答案 解析 解析 关闭 根据开普勒第二定律可以推断出近地点速度大 , 远地点速度小 , 故选项 B 错。 答案 解析 关闭 B - 7 - 考点一 考点二 考点三 考点四 命题点二 　 利用开普勒行星运动定律计算相关问题 【例 3 】 (2018 年 3 月浙江稽阳联谊学校高三第二学期选考联考 )2018 年 2 月 6 日 , 马斯克的 SpaceX“ 猎鹰 ” 重型火箭将一辆樱红色特斯拉跑车发射到太空。如图甲是特斯拉跑车和 Starman( 宇航员模型 ) 的最后一张照片 , 它们正在远离地球 , 处于一个环绕太阳的椭圆形轨道 ( 如图乙 ) 。远太阳点距离太阳大约为 3.9 亿公里 , 地球和太阳之间的平均距离约为 1.5 亿公里。试计算特斯拉跑车的环绕运动周期 ( 可能用到的数据 : ) - 8 - 考点一 考点二 考点三 考点四 A. 约 18 个月 B. 约 29 个月 C. 约 36 个月 D. 约 40 个月 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 9 - 考点一 考点二 考点三 考点四 【例 4 】 如图所示 , 圆轨道与椭圆轨道相切于 A 点 ,B 点是椭圆轨道的远地点。人造地球卫星在圆轨道上运行的速率为 v 1 , 在椭圆轨道上运行经过 B 点时速率为 v 2 , 在圆轨道上运行的加速度大小为 a 1 , 在椭圆轨道上 A 点的加速度大小为 a 2 , 则 ( 　　 )   A.v 1 =v 2 B.v 1 v 1 , 在 B 点加速 , 则 v 3 >v B , 又因 v 1 >v 3 , 故有 v A >v 1 >v 3 >v B 。 (2) 加速度 : 因为在 A 点 , 卫星只受到万有引力作用 , 故不论从轨道 Ⅰ 还是轨道 Ⅱ 上经过 A 点 , 卫星的加速度都相同 , 同理 , 经过 B 点加速度也相同。 (3) 周期 : 设卫星在 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 轨道上运行周期分别为 T 1 、 T 2 、 T 3 , 轨道半径分别为 r 1 、 r 2 ( 半长轴 ) 、 r 3 , 由开普勒第三定律 可知 T 1 OB, 则 ( 　　 ) A. 星球 A 的质量一定不大于星球 B 的质量 B. 星球 A 的线速度一定小于星球 B 的线速度 C. 双星间距离一定 , 双星的总质量越大 , 其转动周期越大 D. 双星的质量一定 , 双星之间的距离越大 , 其转动周期越大 思路点拨 双星靠相互间的万有引力提供向心力 , 具有相同的角速度 , 根据向心力公式判断质量关系 , 根据 v= ω r 判断线速度关系。根据万有引力提供向心力公式得出周期与总质量、距离之间的关系式 , 然后判断即可。 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 31 - 1 2 3 4 5 1 .(2018 浙江绿色评价联盟 )2016 年 10 月 19 日凌晨 ,“ 神舟十一号 ” 飞船与 “ 天宫二号 ” 自动交会对接成功。此次交会对接与过去不同 , 过去 “ 神舟十号 ” 与 “ 天宫一号 ” 对接时 , 轨道高度是 343 公里 , 而 “ 神舟十一号 ” 和 “ 天宫二号 ” 对接时的轨道高度是 393 公里 , 比过去高了 50 公里。若天宫空间站与飞船组合体在对接高度绕地球运行 , 则 “ 天宫一号 ” 与 “ 天宫二号 ” 相比 , 下列说法正确的是 ( 　　 ) A.“ 天宫一号 ” 受到地球的引力较大 B.“ 天宫一号 ” 发射的速度较大 C.“ 天宫二号 ” 运行的速度较大 D.“ 天宫二号 ” 运动行的周期较长 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 32 - 1 2 3 4 5 2 .( 多选 ) 如图所示 ,B 为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星 , 椭圆的半长轴为 a, 运行周期为 T B ;C 为绕地球沿圆周运动的卫星 , 圆周的半径为 r, 运行周期为 T C 。下列说法或关系式中正确的是 ( 　　 ) 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 33 - 1 2 3 4 5 3 .(2018 浙江 11 月选考 )20 世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域。现有一艘远离星球在太空中直线飞行的宇宙飞船 , 为了测量自身质量 , 启动推进器 , 测出飞船在短时间 Δt 内速度的改变为 Δv, 和飞船受到的推力 F( 其他星球对它的引力可忽略 ) 。飞船在某次航行中 , 当它飞近一个孤立的星球时 , 飞船能以速度 v, 在离星球的较高轨道上绕星球做周期为 T 的匀速圆周运动。已知星球的半径为 R, 引力常量用 G 表示。则宇宙飞船和星球的质量分别是 ( 　　 ) 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 34 - 1 2 3 4 5 4 . 有 a 、 b 、 c 、 d 四颗地球卫星 ,a 还未发射 , 在地球赤道上随地球表面一起转动 ,b 在近地轨道做匀速圆周运动 ,c 是地球同步卫星 ,d 是高空探测卫星 , 各卫星排列位置如图。关于这四颗卫星 , 下列说法正确的是 ( 　　 )   A.a 的向心加速度等于重力加速度 g B.c 在 4 h 内转过的圆心角是 C. 在相同时间内 , 这四个卫星中 b 转过的弧长最长 D.d 的圆周运动周期有可能是 20 h C - 35 - 1 2 3 4 5 - 36 - 1 2 3 4 5 - 37 - 1 2 3 4 5 5 .(2018 浙江金华十校期末 )2020 年前我国将发射 8 颗海洋系列卫星 , 包括 2 颗海洋动力环境卫星和 2 颗海陆雷达卫星 , 以加强对黄岩岛、钓鱼岛及西沙群岛全部岛屿附近海域的监测。假设海陆雷达卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径是海洋动力环境卫星的 n 倍 , 则 ( 　　 ) A. 海陆雷达卫星的运行速度是海洋动力环境卫星的 n 倍 B. 海陆雷达卫星的角速度是海洋动力环境卫星的 n 倍 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭