高考物理题型天体运动万有引力和航天.docx

高考物理题型天体运动万有引力和航天.docx

《高考物理题型天体运动万有引力和航天.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理题型天体运动万有引力和航天.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考物理题型天体运动万有引力和航天

高考物理题型：

天体运动/万有引力和航天

寻根溯源·根题展现

【根题】（人教版新课标必修2六章第4节）

（1）某人造卫星沿圆轨道运行，轨道半径是，周期是。

试从这些数据估算地球的质量。

（2）若已知地球表面的重力加速度g、地球的半径R、万有引力常量G，写出估算地球质量的表达式。

【点评】

（1）提供了解决本章问题的一条主要的方法：

万有引力定律提供卫星做圆周运动的向心力，将万有引力定律与牛顿第二定律相结合列方程。

也为我们提供了一种称量地球质量的方法：

已知地球的某卫星的轨道半径和周期，可以估算行星的质量。

同样已知行星围绕太阳运动的轨道半径和周期，也可以估算太阳的质量。

（2）提供了解决本章问题的另一线索：

地球表面的重力近似等于它受到的万有引力。

也提供了另一种称量地球质量的方法。

卡文迪许测出引力常量G后，结合前人已经得出的重力加速度g和地球半径R，由M=gR2/G就可算出地球的质量。

所以卡文迪许被称为能够称量地球质量的人，“科学真是迷人”由此可见一斑。

方法总结·规律提练

考场精彩·衍题百变

一、天体质量和密度的估算

【点评】注意近地卫星所隐含的条件：

轨道半径近似等于地球半径。

二、卫星的稳定运行中线速度、角速度、周期和加速度与轨道半径的关系

三、卫星的变轨问题

四、宇宙速度

【点评】本题推导时利用了地球卫星的第一宇宙速度v=7.9km/s作为已知条件．对于一些估算题题目中已知条件一般较少（如本题可以不给出地球表面的第一宇宙速度7.9km/s），那就要求充分利用一些已知常量，如地球表面的重力加速度g=9.8m/s2,地球的半径R=6.4×103km，地球自转周期T=24h，月球绕地球运转的周期为27.3d等．

五、同步卫星、近地卫星和赤道上物体的比较

【点评】本题一定要认识清楚赤道上的物体随地球做匀速圆周运动，不是卫星，不可以用万有引力提供向心力来解，而同步卫星和近地卫星都是卫星，都可以用万有引力提供向心力来求解。

拓展延伸·纵横推演

1．万有引力定律和其它运动规律的综合应用

【点评】解此题首先利用竖直止抛运动的规律求出星球表面的重力加速度，然后根据分析天体运动的一般思路和方法求解周期和质量。

【总结】星球表面的重力加速度一方面与星球自身有关（），另一方面又可以从它与运动的关系（平抛运动、自由落体运动、竖直上抛运动等）中求出．重力加速度是运动学和万有引力、天体运动联系的纽带．

2．双星问题

【总结】双星的特点是：

①两星都绕它们连线上的一点做匀速圆周运动，故两星的角速度、周期相等；②两星之间的引力提供各自做圆周运动的向心力，所以向心力相等；③两星的轨道半径之和等于两星之间的距离，即r1+r2=L．解双星问题应该注意的问题是，万有引力公式F=中的r应是两星体之间的距离L。