《2022年高考复习《万有引力》典型例题复习.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考复习《万有引力》典型例题复习.docx（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆五、万有引力一、学问网络二、画龙点睛概念1、开普勒三定律：开普勒第肯定律（轨道定律）有椭圆的一个焦点上 开普勒其次定律（面积定律）开普勒第三定律（周期定律）的比值都相等：全部的行星环绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积：全部行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方对 T1、T2表示两个行星的公转周期,R1、R2 表示两行星椭圆轨道的半长轴,就周期定律 是可表示为T 1 2R 1 3T2 2R 2 3或R 3k,比值 k 是与行星无关而只与太阳有关的恒量R 3k ,比值
2、kT3【留意】：开普勒定律不仅适用于行星,也适用于卫星,只不过此时T3由行星的质量所打算的另一恒量；行星的轨道都跟圆近似,因此运算时可以认为行星是做匀速圆周运动开普勒定律是总结行星运动的观看结果而总结归纳出来的规律,它们每一条都是体会定律,都是从观看行星运动所取得的资料中总结出来的；例题：飞船沿半径为 R 的圆周绕地球运动,其周期为 T,假如飞船要返回地面,可在轨道上的某一点 A 处,将速率降低到适当数值,从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动,椭圆和地球表面在 B 点相切,如下列图,假如地球半径为 R0,求飞船由 A 点到 B 点所需要的时间；名师归纳总结 解析：依开普勒第三定律知,飞船绕
3、地球做圆周 （半长轴和半短轴相等的特殊椭圆）运动时,第 1 页,共 12 页其轨道半径的三次方跟周期的平方的比值,等于飞船绕地球沿椭圆轨道运动时,其半长轴的三次方跟周期平方和比值,飞船椭圆轨道的半长轴为RR 0,设飞船沿椭圆轨道运动的周期2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆为 T,就有3 RRR 03T28 T2而飞船从 A 点到 B 点所需的时间为t=TR4R 0 TRR 02R2 R2、万有引力定律：表述：自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量的乘 积成正比,跟它们的距离的二次方成反比公式：FGM
4、1 Mr 22其中 M1、M2是两个物体的质量,r 为两物体间的距离,G 为万有引力常量引力常量G：适用于任何两个物体1 的物体相距1m时的相互作用意义：它在数值上等于两个质量都是力G的通常取值为G 6.67 1011Nm 2/ 2适用条件：万有引力定律只适用于质点间引力大小的运算；当两物体间的距离远远 大于每个物体的尺寸时物体可以看成质点,直接用万有引力定律运算 当两物体是质量分布匀称的球体时,它们间的万有引力也可直接用公式计 算,但式中的 r 是指两球心间的距离 当讨论物体不能看成质点时,可以把物体假想分割成很多个质点,求出每 个质点与另一个物体的全部质点的万有引力,然后求合力；地球上质量
5、为m的物体所受的重力近似等于地球对物体的万有引力,2 可用 mgGMm/r运算 对万有引力定律的进一步懂得 普遍性： 万有引力是普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体间的相互吸引力,它是自 然界的物体间的基本相互作用之一；相互性：两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力,符合牛顿第三定律 宏观性：通常情形下,万有引力特别小,只有在质量庞大的天体间或天体与物体间它 的存在才有宏观的物理意义；在微观世界中,粒子的质量都特别小,粒子间的万有 引力很不显著,万有引力可忽视不计 引力常量 G的测定：卡文迪许扭秤试验：G的值：利用掌握变量法多次进行测量,通常取 6.67 10-11 Nm 2/kg 2；得
6、出万有引力常量G6.67259 1011Nm 2/kg2,测定引力常量的意义: 证明白万有引力的存在；使得万有引力定律有了真正的有用价值,可测定远离地球的一些天体的质量、平均密度等；如依据地球表面的重力加速度可以 测定地球的质量规律1、万有引力在天文学上的应用 天体质量的测定：天体 （卫星） 的运动可近似看作匀速圆周运动,心力在任何条件下总满意：万有引力等于向名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆依据GMmm42r可求得天体的质量M42r3r2T2GT2假如已知天体的半径R,可进一步求得天体的
7、密度M42r33r3332（近地卫星R=r）GT 24R 33VGT2RGT天体表面上的物体所受的万有引力近似等于物体所受到的重力依据mgGMmMgR G23gR2可得天体的质量：天体的密度M VgR24G4R3RG3地球上物体的重力：由于地球的自转,地球对物体的万有引力存在两个成效：A、万有引力的一个分力是指向地轴的,供应物体做圆周运 动的向心力 B、万有引力的另外一个分力才是物体所受的重力 所以物体的重力是随地理纬度的变化而变化,同一物体在两 极处重力最大,在赤道处重力最小地球表面的重力加速度g 也是随地理纬度的变化而变化,g 在两极处最大,在赤道处最小重力随高度变化而变化：mg0GMmm
8、ghGRMm2W,在赤道上称得该物重W,R 2hghRRh2g0例题： 某星球自转周期为T,在它的两极处用弹簧秤称得某物重求该星球的平均密度；解析： 题目中弹簧秤称得物重W与 W,实质上是弹簧秤的读数,即弹簧的弹力,在星球的两极物体受星球的引力F 引与弹簧秤的弹力W 作用, 因该处的物体无圆运动,处于静止状态,有F 引WGMm4 R 33,代入式后整理R2（其中 M为星球质量, m为物体质量, R 为星球半径）又MV得3 W4GRm在星球赤道处, 物体受引力 F 引与弹簧秤的弹力W的作用, 物体随星球自转做圆运动,所以名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料
9、 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆F 引Wm42RT2又F 引WWWm42R T2T2mR WW将式代入42W式,整理后得3 WGT2W天体上物体的重力和重力加速度： 天体上物体的重力：mg G MmR 2GM天体表面上物体的重力加速度：gR 2不同天体 A 和 B 表面的重力加速度之比：gg AB MM AB RR B 22A 天体的质量：由 mg G MmR 2可得天体的质量：M gR 2GgR 2进一步可得天体的密度 M G 3 gV 4R 3 4 RG3例题：地核的体积约为整个地球体积的 16,地核的质量约为地球质量的 34,经估算,地核的平均密度为 kg
10、/m 3 ； 结果取两位有效数字,R 地 6.4 10 6 m,G6.7 1011N m 2 /kg 2 解析：在此题中可利用常见的物理常数（如地球表面的重力加速度 g、地球半径等）进行运算,先求地球的密度,然后通过比例关系求出地核的密度；由近地面物体所受重力可近似等于其所受万有引力,可得mg=GmM ,所以 2 R4M gR2,所以地球 M V43 g,所以地核的密度/ 0 .34M 1.2 10GRG0. 16 Vkg/m3 ；分析、解决物理问题,同时要点评： 此题启示同学要抓住事物地主要属性和本质特点,求同学对万有引力定律有深刻的懂得,仍要求同学把握球体的体积公式；例题：一组太空人乘太空
11、穿梭机,去修理位于离地球表面 6.0 10 5m的圆形轨道上的哈勃太空望远镜 H,机组人员使穿梭机 S 进入与 H 相同的轨道并关闭推动火箭,而望远镜就在穿梭机前方数公里处,如下列图,设 G 为引力常数,而 M 为地球质量； （已知：地球半径为 6.4 10 6m）1在穿梭机内,一质量为70kg 的太空人的视重是多少？名师归纳总结 （2）1运算轨道上的重力加速度的值；2 运算穿梭机在轨道上的速第 4 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆率和周期；（ 3）穿梭机须第一螺旋进入半径较小的轨道,才有较大的角速度追上前面
12、的望远镜,用上题的结果判定穿梭机要进入较低轨道时应增加仍是减小其原有速率,说明你的答案解析：（ 1）在穿梭机内,一质量为 70kg 的太空人的视重为 0 （2）1由于 mg=GMm/（R+h）2,所以 g=GM /（R+h）2,其中 R=6.4 10 6m,h=6.0 10 5m,g=8.2m/s 2.2 地球对穿梭机的万有引力供应向心力 ,有 GMm /R+h 2=mv 2/R+h 所以 v= 4 2 R h 3 / GM 2 R h 3 / GM T= 2 R h GMv R hMm v 2 M3由 G = 2 m 有 v= ,因引力做正功 ,动能增加 ,低轨道环绕速度 v r大于原r r
13、 r轨道环绕速度 vr,又由于 v= r,v rvr,r r,从而获得较大的角速度,就可能赶上哈勃太空望远镜 H；点评：物理学与自然和生活的联系是丰富多彩的,所以生活中一些常识、规律是命题者的素材,近几年的高考越来越来越强调与生活实际相联系,这就要求我们多留心现实生活,多关注生活规律,以培育同学的各种才能,在解决实际问题过程中,学问领域不断扩大；人造地球卫星对绕地球M运行的人造卫星m,经受力分析得：重力万有引力向心力,卫星处于完全失重状态；由 GMmr 2mvr 2得：vGMr 1r 当 r 最小时线速度最大 v max GMR gRR 2gR（第一宇宙速度 7.9km/s ）由 GMmr 2
14、mr 2 得：GMr 3 r 13 当 r 最小时角速度最大由 GMmr 2mr 2T 2 得：T4GM 2 r 3r 3 当 r 最小时周期最小 T min 4gR 2 R2 32Rg（卫星绕地球运动的最小周期约为 84 分钟左右）例题：设想人类开发月球, 不断把月球上的矿藏搬运到地球上,假定经过长时间开采后,地球仍可看作是匀称的球体,月球仍沿开采前的圆周轨道运动,就与开采前相比（）A、地球与月球间的万有引力将变大B、地球与月球间的万有引力将变小C、月球绕地球运动的周期将变长D、月球绕地球运动的周期将变短解析： 设开头时地球的质量为 m1,月球的质量为 m2 两星球之间的万有引力为 F0,开
15、矿后地球的质量增加m,月球质量相应削减m,它们之间的万有引力变为 F,依据万有引力公式F0=Gm 1m 2F=Gm 1mm2m=Gm 1m2Gm 1m 22mm2R 2R2R2R上式中因 m1m2,后一项必大于零,由此可知 F0F,应选项 B 正确 . 不论是开矿前仍是开矿后,月球绕地球做圆周运动的向心力都有万有引力供应,故开矿前名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆Gm 1m 2=m2v 0 2/R 又 T0=2 R/v0R2月球绕地球运动的周期为T0=2RT=2GRm Gm 1同理得出开矿
16、后月球绕地球运动的周期为m 1因 m0,故 T0T,所以 D 选项正确综合得正确选项为 B、D 点评： 这是一道假设推理题,要求建立一个物理假象的模型,这能培育同学的想象力和处懂得决问题的才能,同时这也是高考趋势的进展方向；考试说明要求考生：能够依据已知的学问和所给的物理事实、条件, 对物理问题进行规律推理和论证,得出正确的结论或作出正确的判定, 并能把推理过程表达出来,论证推理有助于加强对同学的推理才能的考查；例题：太阳现正处于主序星演化阶段 ,它主要是由电子和 11H 、42He 等原子核组成,维护太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是 2e+4 11H 42He +释放的核能,这些
17、核能最终转化为辐射能；依据目前关于恒星变化的理论,如由于聚变反应而使太阳中的11H 核数目从现有数削减 10,太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段,为了简化,假定目前太阳全部由电子和 11H 核组成；1为了讨论太阳演化进程,需知道目前太阳的质量 M,已知地球半径 R=6.4 10 6m,地球质量 m=6.0 1024kg,日地中心的距离 r=1.5 10 11m, 地球表面处的重力加速度 g=10ms 2,1 年约为 3.2 10 7s,试估算目前太阳的质量 M；2已知质子质量 mP=1.6726 10 27kg, 42 He 质量 m=6.6458 10 27kg,电子质量me=0.9
18、 1030kg,光速 c=3 10 8ms,求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能3又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上,每秒通过的太阳辐射能 =1.3510 3W/m 2,试估算太阳连续保持在主序星阶段仍有多少年的寿命估算结果只要求一位有效数字 解析：（ 1）由题中的条件估算太阳的质量M ,设 T 为地球绕日心运动的周期,就由万有引力定律核牛顿运动定律可知：2GmM m（2 r2）2r ；而又有地球表面的重力加速度：TgGm ；即可解得 2RMm（2）r3；代入题中的数据得M2 1030 ；TR2g（ 2 ） 根 据 质 量 亏 损 和 质 能 方 程 , 该 核 反 应 发 生 一
19、 次 释 放 得 核 能 为 E （4m p +2m e -m）c2 =4.2 1012 J. （3）依据题中的假定,在太阳连续保持在主序星阶段的时间内,发生题中所述的核名师归纳总结 聚变反应次数为NMp1000,因此,太阳总共辐射出的能量为EN E,设太阳辐射第 6 页,共 12 页4 m- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆是各向同性的,就每秒内太阳向外放出的辐射能为42 r,所以太阳连续保持在主序星的时间为 tE；故所以解得： t1 10 10 年 1 百亿年；点评：此题是一道大型综合题,考查了同学的懂得才能、规律推理才能、
20、综合分析能力；这要求同学临场阅读,提取信息和进行信息加工、处理,题和解决问题,这种信息题在近几年高考题中呈上升趋势；双星：能够敏捷运用基础学问分析问宇宙中往往会有相距较近,质量可以相比的两颗星球,它们离其它星球都较远,因此其它星球对它们的万有引力可以忽视不计；在这种情形下, 它们将各自环绕它们连线上的某一固定点做同周期的匀速圆周运动；这种结构叫做双星；由于双星和该固定点总保持三点共线,所以在相同时间内转过的角度必相等,即双星做匀速圆周运动的角速度必相等,因此周期也必定相同；由于每颗星的向心力都是由双星间相互作用的万有引力供应的；因此大小必定相等,由 F=mr 2 可得 r 1 ,可得 r 1
21、m 2L , r 2 m 1L,即固定点离质量大的星较近；m m 1 m 2 m 1 m 2列式时须留意：万有引力定律表达式中的 r 表示双星间的距离,按题意应当是 L,而向心力表达式中的 r 表示它们各自做圆周运动的半径,在此题中为 r1、r2,千万不行混淆；当我们只讨论地球和太阳系统或地球和月亮系统时（其他星体对它们的万有引力相比而言都可以忽视不计） ,其实也是一个双星系统,只是中心星球的质量远大于环绕星球的质量,因此固定点几乎就在中心星球的球心；可以认为它是固定不动的；2、宇宙速度卫星的绕行速度v GM1 （式中 M 为地球的质量,rm 为人造卫星的质量,r 为卫星由GMmmv 2得：v
22、r2rr运行的轨道半径）卫星与地心的距离r 越大,就 v 越小gR2gR79.km/s（第一宇宙速度7.9km/s ）当 r 最小时,rR 时,线速度最大vmaxGMRR高轨道发射卫星比低轨道发射卫星困难；它引力做更多的功三种宇宙速度缘由是高轨道发射卫星时火箭要克服地球对第一宇宙速度（环绕速度）：v 1=7.9km/s a、意义：它是人造卫星在地面邻近绕地球做匀速圆周运动所必需具备名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆的速度Mm v 2b 推 导：方 法 一：由 Gr 2 mr 得：GM GM
23、 .6 67 10 11 .5 89 10 24 3v 7 9. 10 m / s .7 9 km / sr R 6 . 37 10 6方法二：mg m v 2v gr gR 6 . 37 10 6 .9 8 .7 9 10 3m / s .7 9 km / src、假如卫星的速度小于第一宇宙速度,卫星将落到地面而不能绕地球运转；等于这个速度卫星刚好能在地球表面邻近作匀速圆周运动；假如大于 7.9km/s ,而小于 11.2km/s,卫星将沿椭圆轨道绕地球运行,地心就成为椭圆轨道的一个焦点；其次宇宙速度（脱离速度）：v22 v111.2km/sa、意义： 使卫星摆脱地球的引力束缚,成为绕太阳运
24、行的人造行星的最小发射速度；b、假如人造天体的速度大于 11.2km/s 而小于 16.7km/s,就它运行的轨道相对于太阳是椭圆,太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点；第三宇宙速度（逃逸速度）：v 316.7km/s a、意义：使卫星摆脱太阳引力束缚的最小发射速度b、假如人造天体具有这样的速度并沿着地球绕太阳的的公转方向发射时,就可以摆脱地球和太阳的引力的束缚而漫游太空了；例题： 已知物体从地球上的逃逸速度（其次宇宙速度）v2= 2 GM E / R E,其中 G、M E、RE分别是引力常量、地球的质量和半径,已知 G=6.67 10-11N m 2/kg 2,c=2.9979 10 8m/s求以
25、下问题：（ 1）逃逸的速度大于真空中光速的天体叫做黑洞,设某黑洞的质量等于太阳的质量 M=1.98 10 30kg,求它的可能最大半径（这个半径叫 Schwarzchild 半径）；（ 2）在目前天文观测范畴内,物质的平均密度为 10-27kg/m 3,假如认为我们的宇宙是这样一个匀称大球体,其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度 宇宙的半径至少多大？c,因此任何物体都不能脱离宇宙,问名师归纳总结 解析：（1）由题目供应的信息可知, 任何天体均存在其所对应的逃逸速度v2= 2 GM /R,第 8 页,共 12 页其 中M 、 R为 天 体 的 质 量 和 半 径 , 对 黑 洞 模 型 来
26、 说v2c , 所 以Rc 就由以上三式可得R3c2=4.01 1026m,合 4.24 1010 光年；8G点评：这是一道假设推理题,要求建立一个物理假象的模型,这能培育同学的想象力和处懂得决问题的才能,同时这也是高考趋势的进展方向；考试说明要求考生：能够根据已知的学问和所给的物理事实、条件, 对物理问题进行规律推理和论证,得出正确的结论- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆或作出正确的判定,并能把推理过程表达出来,论证推理有助于加强对同学的推理才能的考查；3、人造卫星的发射速度和运行速度：发射速度：所谓发射速度是指被发射物在地
27、面邻近离开发射装置时的初速度,并且一旦发射后就再无能量补充,被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升肯定的高度,进入运动轨道；要发射一颗人造地球卫星,发射速度不能小于第一宇宙速度；如发射速度等于第一宇宙速度,卫星只能“ 贴着” 地面近地运行；假如要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行,就必需使发射速度大于第一宇宙速度；运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度；当卫星“ 贴着” 地面运行时,运行速度等于第一宇宙速度；依据 v GM / r 可知,人造卫星距地面越高即轨道半径 r 越大 ,运行速度越小；实际上,由于人造卫星诉轨道半径都大于地球半径,所以卫星的实际运行速度肯定小
28、于发射速度；人造卫星诉发射速度与运行速度之间的大小关系：11.2km/sv 发射 7.9km/sv运行4、人造卫星的轨道人造地球卫星的轨道一般为椭圆轨道,地球在其一个焦点上,此时卫星进入地面邻近轨道（近地点）时速度 v 满意： 7.9km/s v11.2km/s ；在 中 学阶 段 ,我 们 将 卫星 的 运行 轨 道视 为圆 轨道 , 此时 的 绕行 速率 v 满 足：GMv .7 9 km / sr人造地球卫星的轨道平面必通过地球的中心,合；5、地球的同步卫星（通讯卫星）对于同步卫星, 其轨道平面与赤道平面重同步卫星：相对地面静止,跟地球自转同步的卫星叫做同步卫星；同步卫星的特点：周期等于
29、地球的自转周期T（24 小时）,且从西向东运转 （与地球自转方向相同） ,角速度大小为24236（rad/s ）0 0轨道平面与赤道平面同心保证万有引力全部用作向心 力；如下列图,假如轨道平面在赤道平面正上方（或正下方）,卫星将在万有引力垂直地轴重量（Fcos ）的作用下,绕地轴作圆周运动；同时在平行地轴的分量（ Fsin ）的作用下,在赤道平面上下振动；这样,就不行能与地球同步；定点高度距地面 h35800（千米）在 一 定 的 条 件 下 , 同 步 卫 星 的 定 点 高 度 不 具 有 任 意 性 ； 根 据GRMm2m Rh2mRh2232R2g2R35 8（千米）hT所以定点高度为
30、h3GMR2/T环绕速度v=3.08 （千米 / 秒）在轨道半径肯定的条件下,同步卫星的环绕速度也肯定,且为名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆vGMR 2g.308（千米 / 秒）rRh变轨道发射发射同步卫星,一般不采纳一般卫星的直接发射方法,而是采纳变轨道发射（如图）第一,利用第一级火箭将卫星送到180200 千米的高空,然后依靠惯性进入圆停靠轨道（A）当到达赤道上空时,其次、三级火箭点火, 卫星进入位于赤道平面内的椭圆转移轨道（ B）,且轨道的远地点（ D）为 35800 千米；当到达
31、远地点时,卫星启动发动机,然后转变方向进入同步圆轨道（C）这种发射方法有两个优点： 一是对火箭推力要求较低；道上；二是发射场的位置不局限在赤8、人造卫星中的“ 超重” 和“ 失重”发射人造卫星时,卫星尚未进入轨道的加速过程中,由于具有竖直向上的加速度（或加速度有竖直向上的重量）,卫星内的物体处于超重状态；这种情形与加速上升电梯中物体的超重相同；卫星进入轨道后,在正常运行过程中,卫星的加速度等于轨道处的重力加速度,卫星中的物体处于完全失重状态；凡是工作原理与重力有关的仪器都不能正常使用；凡是与重力有关的试验,在卫星中都无法进行；【留意】 、人造卫星在运行时受地球给它的引力作用,所以不是一种平稳状
32、态, “ 超重” 和“ 失重” 是物体对支持物的作用力与它所受的重力（可近似认为等于万有引力）相比变大或变小的现象；航天飞机或宇宙飞船在返回时,由于具有竖直向上的加速度（加速度有竖直向上的重量） ,舱内的物体仍是处于超重状态；例题：地球同步卫星到地心的距离r 可由 r3 =a2b2c求出已知式中a 的单位是m, b42的单位是 s,c 的单位是 ms 2,就 Aa 是地球半径, b 是地球自转的周期,c 是地球表面处的重力加速度Ba 是地球半径 ,b 是同步卫星绕地心运动的周期 ,c 是同步卫星的加速度Ca 是赤道周长, b 是地球自转的周期,c 是同步卫星的加速度Da 是地球半径, b 是同
33、步卫星绕地心运动的周期, c 是地球表面处的重力加速度2 2解析：由万有引力供应同步卫星的向心力可得 G mM2 =m 42 r,所以 r 3= GMT2 ,其中 Mr T 4为地球质量, T 为同步卫星绕地心运动的周期,也即地球自转的周期 .对地球邻近的卫星由G mM =mg,可知 GM =gR 2,其中 g 为地表邻近重力加速度,R 为地球半径由此可确定正R确答案为 A 、D；点评： 此题要求同学娴熟把握天体运动规律,并且要懂得各个物理量；在天体运动中充当向心力的是天体间的万有引力,这一点始终是解题的关键,由此可找出解题思路,有时亦要用到球体积公式,将上述几式娴熟变换,即可得到结果要留意公
34、式中 R 的意义对不同表达式有所区分,因而应仔细审题,不能混为一谈名师归纳总结 例题： 20XX 年 1 月 20 日,我国发射了一颗同步卫星,其定点位置与东经 98 0 的经线在同一平面内,如把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经 98 0 和北纬 =40 0,已知第 10 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆地球半径R、地球自转周期T、地球表面重力加速度g（视为常量）和光速c,试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间；示）；（要求用题给的已知量的符号表解析：依题意可作示意图如下列图,图中
35、O 为地心, R 为地球半径, r 为卫星到地球中心的距离, L 为嘉峪关到同步卫星的距离, =40 0设 m 为卫星质量, M 为地球质量, 为卫星绕地心转动的角速度；由万有引力定律和牛顿定律可得 G Mm =m 2r 1r又 = 22T又由 GMm =mg ,可得 GM=gR 2 2 3r由图可知 L= r 2R 2 2 rR cos4,所求时间 t=L/c52 2 2 2 2 1 R gT2 3 R 22 R R gT2 3 cos由以上各式可解得 t= 4 4c点评：地球表面得邻近物体的重力可近似等于地球对它的万有引力,GMm mg；物 2R理学中几乎每一个重要的学问块,都与现代科技紧
36、密相关,例如天体运动中的人造地球卫星与 GPS 全球定位系统,电磁感应与磁悬浮列车,激光与全息技术等；学科内综合题主要是以中学物理主干学问的应用为目的,以高薪技术为问题情形而编制出的联系实际、富有新意的题目； 这种题型在最近几年的考试中显现的频率较高,把握情形, 又能考查同学临场处理物理问题的才能,把握,敏捷使用；它既能考查同学对基本运行规律的 所以要求同学对天体运动的规律应娴熟例题：发射地球同步卫星时 ,先将卫星发射至近地圆轨道 1 上,然后经点火,使其沿椭圆轨道 2 运行,最终再次点火,将卫星送入同步轨道 3轨道 1、2 相切于 Q 点,轨道 2、3 相切于 P 点如下列图 ,就当卫星分别
37、在 说法正确选项1、2、3 轨道上正常运行时,以下A卫星在轨道3 上的速率大于在轨道1 上的速率2 上经过 QB卫星在轨道3 上的角速度小于在轨道1 上的角速度C卫星在轨道1 上经过 Q 点时的加速度大于它在轨道点时的加速度D卫星在轨道 2 上经过 P 点的加速度等于它在轨道 3 上经过 P 点时的加速度解析： 在卫星绕地球做匀速圆周运动的问题中,应明确轨道半径越大,速度越小, 周期越长, 角速度越小 而要想使卫星从低轨道上升至较高的轨道,就必需供应应卫星更多的动能高轨道和低轨道上的动能差用于克服引力做功,卫星在运行过程中的加速度的值应当用G mM ma 来运算留意题中 2 P 点为 2、3
38、轨道的切点, Q 点为 1、2 轨道的切点, “ 相切R2隐含着两轨道在切点有瞬时相同的轨道半径,就结合 G mM m 2 v =m 2 R；上述说法可R R判定 A 、C 错, B、D 正确名师归纳总结 点评： 这是一道信息迁移题,信息迁移题着重考查同学临场阅读、提取信息和进行信息第 11 页,共 12 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆加工、 处理才能, 以及敏捷运用基础学问分析问题和解决问题的才能,这是物理高考要求考查五种才能的集中表达；信息迁移题是近几年来物理高考试题中呈上升趋势的题型,分布在挑选题、综合运算题和理科综合题中；例题：可以发射一颗这样的人造地球卫星,使其圆轨道 A与地球表面上某一纬度线 非赤道 是共面同心圆B与地球表面上某一经度线所打算的圆是共面同心圆C与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地球表面是静止的D,与地球表面上的赤道线是共面同心圆,但卫星相对地球表面是运动的解析：发射卫星时,发射方向应与地球自转同向,可节约发射能量,因而卫星的转动方向不行能与地球身转方向垂