1、安丰中学2016届高三物理二轮复习教学案专题五 万有引力 人造卫星1在处理天体的运动问题时，通常把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需要的向心力由万有引力提供其基本关系式为Gmm2rm()2rm(2f)2r.在天体表面，忽略自转的情况下有Gmg.2卫星的绕行速度v、角速度、周期T与轨道半径r的关系(1)由Gm，得v ，则r越大，v越小(2)由Gm2r，得 ，则r越大，越小(3)由Gmr，得T ，则r越大，T越大3卫星变轨(1)由低轨变高轨，需增大速度，稳定在高轨道上时速度比在低轨道小(2)由高轨变低轨，需减小速度，稳定在低轨道上时速度比在高轨道大1分析天体运动类问题的一条主线就是F万F向，抓住
2、黄金代换公式GMgR2.2确定天体表面重力加速度的方法有：(1)测重力法；(2)单摆法；(3)平抛(或竖直上抛)物体法；(4)近地卫星环绕法.例题分析：例1：（单选） 已知地球的质量约为火星质量的 10 倍,地球的半径约为火星半径的 2 倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为A.3 . 5 km / s B.5 . 0 km / s C. 17 . 7 km / s D. 35 . 2 km / s答案:A本题帮助学生着力解决以下几个问题：(1)了解宇宙速度(2)掌握环绕速度的计算方法 例2：（多选）一行星绕恒星作圆周运动。由天文观测可得，其运动周期为T，速度为v，引力常量为
3、G，则A恒星的质量为 B行星的质量为C行星运动的轨道半径为 D行星运动的加速度为答案:ACD本题帮助学生着力解决以下几个问题：(1)能应用万有引力定律和向心力公式测天体质量(2)熟练掌握向心加速度与周期、半径关系 例3：（多选）2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有 A.在轨道上经过A的速度小于经过B的速度 B.在轨道上经过A的动能小于在轨道上经过A 的动能 C.在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期 D.在轨道上经过A的加速度小于在轨道上经过A的加速度答案:ABC本题帮助学
4、生着力解决以下几个问题：(1) 航天飞机的加速度是万有引力产生的(2) 在椭圆轨道上运行的航天飞机机械能守恒。班级： 姓名 ： 学号： 针对练习：1（单选）2012年2月25日我国成功地将第十一颗北斗导航卫星送入太空预定轨道地球静止轨道，使之成为地球同步卫星。关于该卫星下列说法正确的是（ ）A相对于地面静止，离地面高度为在R4 R（R为地球半径）之间的任意值 B运行速度大于7.9km/s C角速度大于静止在地球赤道上物体的角速度 D向心加速度大于静止在地球赤道上物体的向心加速度答案:D2(多选)质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M，月球半径为
5、R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的 A线速度 B角速度 C运行周期 D向心加速度答案:ACD3（多选）2011年11月3日凌晨，“神舟八号”飞船与“天宫一号”空间站成功对接对接后，空间站在离地面三百多公里的轨道上绕地球做匀速圆周运动现已测出其绕地球球心作匀速圆周运动的周期为T，已知地球半径为R、地球表面重力加速度g、万有引力常量为G，则根据以上数据能够计算的物理量是（ ） A地球的平均密度 B空间站所在处的重力加速度大小 C空间站绕行的线速度大小 D空间站所受的万有引力大小答案:ABC4（单选）已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍。不考虑地球、月球自转的影响，由以上数据可推算出（ ） A地球的平均密度与月球的平均密度之比约为9：8 B地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比约为9：4 C靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比约为8：9 D靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器线速度之比约为81：4答案:C