2018届二轮复习力和天体运动课件（55张）（全国通用） 55页

核心专题突破 第一部分 第 4 讲　力和天体运动 专题一　力与运动 栏目导航 2 年考情回顾 热点题型突破 对点规范演练 热点题源预测 逐题对点特训 2 年考情回顾 设问 方式 ① 卫星的运行 [ 例 ] (2017 · 全国卷 Ⅱ ， 19 题 ) 　 (2017 · 全国卷 Ⅲ ， 14 题 )(2017 · 江苏卷， 6 题 ) 　 (2016 · 全国卷 Ⅰ ， 17 题 ) ② 卫星的变轨问题 [ 例 ] (2016 · 北京卷， 18 题 ) 　 (2016 · 天津卷， 3 题 ) ③ 计算天体的质量 [ 例 ] (2017 · 北京卷， 17 题 ) 审题 要点 ① 不论何种天体，要审清其运动是匀速圆周运动，还是椭圆运动或其他的运动，建立正确的运动模型 . ② 要明确其运动所受的作用力 ( 几个万有引力或其他作用力 ) ．要分清题中已知的物理量和未知的物理量． ③ 有时涉及空间的几何关系，要正确建立几何关系式 热点题型突破 题型一　万有引力定律的应用 命题规律 万有引力定律的应用一般以选择题形式考查，命题考查要点是： (1) 重力与万有引力的关系的应用； (2) 计算重力加速度等等． D 突破点拨 (1) 根据万有引力定律确定两极重力加速度与卫星 B 向心加速度的关系． (2) 物体 A 的线速度跟同步卫星的线速度关系由 v ＝ ωr 比较；卫星 B 与同步卫星的线速度关系要由 G ＝进行比较． 【变式考法 】 (2017 · 海南五校模拟 ) 我国的 “ 嫦娥奔月 ” 月球探测工程已经启动，分 “ 绕、落、回 ” 三个发展阶段，探月工程为向更遥远的火星探测做预备工作．假设未来我国宇航员乘坐宇宙飞船到达火星表面进行科学观测，若已知火星自转周期为 T ，宇航员在火星 “ 北极 ” 距火星表面附近 h 处自由释放一小球 ( 引力视为恒力 ) ，小球落地时间为 t . 已知火星半径为 R ，引力常量为 G ，则下列说法正确的是 ( 　　 ) B 2 ． (2017 · 湖北松滋三中月考 ) 由中国科学院、中国工程院两院院士评出的 2012 年中国十大科技进展新闻，于 2013 年 1 月 19 日揭晓， “ 神九 ” 载人飞船与 “ 天宫一号 ” 成功对接和 “ 蛟龙 ” 号下潜突破 7 000 米分别排在第一、第二．若地球半径为 R ，把地球看做质量分布均匀的球体． “ 蛟龙 ” 下潜深度为 d ，天宫一号轨道距离地面高度为 h ， “ 蛟龙 ” 号所在处与 “ 天宫一号 ” 所在处的重力加速度之比为 ( 　　 ) C 3 ． (2017 · 辽师大附中模拟 )( 多选 ) 为了探寻金矿区域的位置和金矿储量，常利用重力加速度反常现象．如图所示， P 点为某地区水平地面上的一点，假设在 P 点正下方有一空腔或密度较大的金矿，该地区重力加速度的大小就会与正常情况有微小偏离，这种现象叫做 “ 重力加速度反常 ”． 如果球形区域内储藏有金矿，已知金矿的密度为 ρ ，球形区域周围均匀分布的岩石密度为 ρ 0 ，且 ρ ＞ ρ 0 . 又已知引力常量为 G ，球形空腔体积为 V ，球心深度为 d ( 远小于地球半径 ) ，则下列说法正确的是 ( 　　 ) BC 题型二　天体质量和密度的计算 命题规律 天体质量和密度的计算是高考的热点．命题特点是： (1) 结合星球表面重力加速度考查； (2) 结合卫星绕中心天体做圆周运动考查． 1. ( 多选 ) P 1 、 P 2 为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星 S 1 、 S 2 做匀速圆周运动．图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度 a ，横坐标表示物体到行星中心的距离 r 的平方，两条曲线分别表示 P 1 、 P 2 周围 a 与 r 2 的反比关系，它们左端点横坐标相同，则 ( 　　 ) A ． P 1 的平均密度比 P 2 的大 B ． P 1 的 “ 第一宇宙速度 ” 比 P 2 的小 C ． S 1 的向心加速度比 S 2 的大 D ． S 1 的公转周期比 S 2 的大 AC B A ． S 1 的质量比 S 2 的大 B ． P 1 的质量比 P 2 的大 C ． P 1 的第一宇宙速度比 P 2 的小 D ． P 1 的平均密度比 P 2 的大 2 ． (2017 · 湖南长沙一模 ) 2016 年 11 月 17 日 12 时 41 分，我国航天员景海鹏、陈冬踏上返回之旅．他们在天宫二号空间实验室已工作生活了 30 天．创造了中国航天员太空驻留时间的新纪录．假设未来的某一天我国宇航员登上某一星球，测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的 2 倍，而该星球的平均密度与地球的差不多，则该星球质量大约是地球质量的 ( 　　 ) A ． 2 倍　 B ． 4 倍 C ． 8 倍　 D ． 16 倍 C 3 ． (2017 · 辽宁三校调考 ) 2016 年 9 月 15 日， “ 天宫二号 ” 空间实验室发射任务取得圆满成功．假设 “ 天宫二号 ” 绕地球做匀速圆周运动的轨道距地球表面的高度为 2 a ，绕地球飞行一圈的时间为 90 分钟， “ 嫦娥一号 ” 卫星绕月球做匀速圆周运动的轨道距月球表面的高度为 a ，绕月球飞行一圈的时间为 120 分钟，已知地球的半径为 32 a ，月球半径为 9 a ，则下列说法正确的是 ( 　　 ) A ． “ 天宫二号 ” 运行的速度小于 “ 嫦娥一号 ” 运行的速度 B ． “ 天宫二号 ” 运行的加速度小于 “ 嫦娥一号 ” 运行的加速度 C ．地球的质量小于月球的质量 D ．地球的平均密度大于月球的平均密度 D 题型三　卫星运行参量的分析 命题规律 人造卫星运行参量的分析是高考的热点， 命题规律 主要是结合圆周运动规律和万有引力定律进行考查． (1) 卫星在轨道上运行的线速度、角速度，周期等物理量的计算； (2) 比较不同轨道卫星的各物理量的大小； (3) 结合宇宙速度考查． 3 ．极地卫星和近地卫星 (1) 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． (2) 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 7.9 km/s. (3) 两种卫星的轨道平面一定通过地球的球心． 1. (2017 · 江苏卷 )( 多选 ) “ 天舟一号 ” 货运飞船于 2017 年 4 月 20 日在文昌航天发射中心成功发射升空．与 “ 天宫二号 ” 空间实验室对接前， “ 天舟一号 ” 在距地面约 380 km 的圆轨道上飞行，则其 ( 　 　 ) A ．角速度小于地球自转角速度 B ．线速度小于第一宇宙速度 C ．周期小于地球自转周期 D ．向心加速度小于地面的重力加速度 BCD 突破点拨 (1) “ 天舟一号 ” 轨道半径小于同步卫星轨道半径． (2) 同步卫星的角速度和周期就是地球自转的角速度和周期． 【变式考法 】 (2017 · 宁夏银川模拟 ) 我国首颗量子科学实验卫星于 2016 年 8 月 16 日 1 点 40 分成功发射．量子卫星成功运行后，我国将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系．假设量子卫星轨道在赤道平面，如图所示．已知量子卫星的轨道半径是地球半径的 m 倍，同步卫星的轨道半径是地球半径的 n 倍，图中 P 点是地球赤道上一点，由此可知 ( 　　 ) D 2 ． (2017 · 福建福州质检 )( 多选 ) 某人造地球卫星在运行中由于受稀薄空气的阻力作用，其运行轨道会发生变化．某次测量时该卫星的轨道半径为 r 1 ，一段时间后再次测量时其轨道半径变为 r 2 ，每次测量中卫星的运动可近似看做圆周运动．先后测量时，卫星的角速度、动能、机械能分别为 ω 1 、 E k 1 、 E 1 、 ω 2 、 E k 2 、 E 2 . 则 ( 　　 ) A ． r 2 < r 1 　 B ． ω 2 < ω 1 C ． E k 2 < E k 1 　 D ． E 2 < E 1 AD 3 ． (2017 · 河南郑州预测 )( 多选 ) 美国在 2016 年 2 月 11 日宣布 “ 探测到引力波的存在 ”． 天文学通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在，证实了 GW150 914 是两个黑洞并合的事件．该事件中甲、乙两个黑洞的质量分别为太阳质量的 36 倍和 29 倍，假设这两个黑洞，绕它们连线上的某点做圆周运动，且两个黑洞的间距缓慢减小．若该双星系统在运动过程中，各自质量不变且不受其他星系的影响，则关于这两个黑洞的运动，下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．甲、乙两个黑洞运行的线速度大小之比为 36 ： 29 B ．甲、乙两个黑洞运行的角速度大小始终相等 C ．随着甲、乙两个黑洞的间距缓慢减小，它们运行的周期也在减小 D ．甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等 BC 热点题源预测 卫星变轨问题 考向 预测 卫星变轨问题是天体运动的经典模型，既考查变轨过程中各运动参量的判断和分析，又能考查变轨过程中的功能分析，是考查学生综合分析能力的重要题型，备受命题者青睐 解题 关键 (1) 明确变轨原因：当卫星由于某种原因速度突然改变时 ( 开启或关闭发动机或空气阻力作用 ) ，万有引力不再等于向心力，卫星将变轨运行． 【预测 】 如图甲所示，一质量为 m 的卫星绕地球在椭圆轨道 Ⅰ 上运转，运转周期为 T 0 ，轨道 Ⅰ 上的近地点 A 到地球球心的距离为 a ，远地点 C 到地球球心的距离为 b ， BD 为椭 圆轨道的短轴， A 、 C 两点的曲率半径均为 ka ( 通过该点和曲线上紧邻该点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做该点的曲率圆，如图乙中的虚线圆，其半径 ρ 叫做该点的曲率半径 ) ．若地球的质量为 M ，引力常量为 G . 则 ( 　　 ) 思维导航 规范答题 答案 D 【变式考法 】 (2017 · 江西三校模拟 ) 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道 1 ，然后点火，使其沿椭圆轨道 2 运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道 3 ，轨道 1 、 2 相切于 Q 点，轨道 2 、 3 相切于 P 点，如图所示，则以下说法正确的是 ( 　　 ) A ．要使卫星由圆轨道 1 送入圆轨道 3 ，需要先在圆轨道 1 的 Q 点点火加速，再在椭圆轨道 2 的 P 点点火减速 B ．卫星在轨道 3 上的速率有可能大于在轨道 1 上的速率 C ．当卫星在椭圆轨道 2 上运行时，在 Q 点的速度一定大于 7.9 km /s ，而在 P 点的速度一定小于 7.9 km/ s D ．当卫星在椭圆轨道 2 上运行时，在 Q 点的机械能要大于在 P 点的机械能 C 对点规范演练 逐题对点特训 制作者：状元桥 适用对象：高中 学生 制作软件： Powerpoint2003、 Photoshop cs3 运行环境： WindowsXP以上操作系统