第3講萬有引力與航天第3講萬有引力與航天知識排查開普勒三定律1.開普勒第一定律：所有的行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個______上。2.開普勒第二定律：對于每一個行星而言，太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過的______相等。3.開普勒第三定律：所有行星的軌道的________的三次方跟它的__________的二次方的比值都相等。焦點面積半長軸公轉周期知識排查開普勒三定律1.開普勒第一定律：所有的行星繞太陽運動1.內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積________，與它們之間距離r的平方________。萬有引力定律及其應用2.表達式：F＝_______ G為引力常量：G＝6.67×10－11N·m2/kg2。3.適用條件 (1)公式適用于______間的相互作用。當兩個物體間的距離遠遠大于物體本身的大小時，物體可視為質(zhì)點。 (2)質(zhì)量分布均勻的球體可視為質(zhì)點，r是_________的距離。成正比成反比質(zhì)點兩球心間1.內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的1.第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度，其數(shù)值為__________。2.特點 (1)第一宇宙速度是人造衛(wèi)星的最小______速度。 (2)第一宇宙速度是人造衛(wèi)星的最大______速度。3.第一宇宙速度的計算方法環(huán)繞速度7.9km/s發(fā)射環(huán)繞1.第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度，其數(shù)值為__________。1.第二宇宙速度：v2＝11.2km/s，是衛(wèi)星掙脫地球引力束縛的_______________。2.第三宇宙速度：v3＝16.7km/s，是衛(wèi)星掙脫太陽引力束縛的_______________。3.經(jīng)典時空觀 (1)在經(jīng)典力學中，物體的質(zhì)量是不隨____________而改變的。 (2)在經(jīng)典力學中，同一物理過程發(fā)生的位移和對應時間的測量結果在不同的參考系中是______的。4.相對論時空觀

在狹義相對論中，同一物理過程發(fā)生的位移和對應時間的測量結果在不同的參考系中是_______的。第二、三宇宙速度時空觀最小發(fā)射速度最小發(fā)射速度運動狀態(tài)相同不同1.第二宇宙速度：v2＝11.2km/s，是衛(wèi)星掙脫地球引小題速練1.思考判斷 (1)行星離太陽較近時，運行速率較快，行星離太陽較遠時運行速率較慢(

) (2)只有天體之間才存在萬有引力(

) (3)牛頓利用扭秤實驗裝置測出了引力常量(

) (4)當兩物體間距趨近于零時，萬有引力趨近無窮大(

) (5)人造衛(wèi)星的運行速度都要大于7.9km/s(

) (6)人造地球同步衛(wèi)星運行軌道只能在赤道上空(

) (7)發(fā)射探月衛(wèi)星的速度必須大于第二宇宙速度(

)

答案

(1)√

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×

(6)√

(7)×小題速練1.思考判斷2.關于行星運動的規(guī)律，下列說法符合史實的是(

) A.開普勒在牛頓定律的基礎上，導出了行星運動的規(guī)律 B.開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎上，總結出了行星運動的規(guī)律 C.開普勒總結出了行星運動的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因 D.開普勒總結出了行星運動的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律

解析

在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎上總結出了開普勒天體運動三定律，找出了行星運動的規(guī)律，而牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。

答案

B2.關于行星運動的規(guī)律，下列說法符合史實的是()3.(2018·江蘇單科)我國高分系列衛(wèi)星的高分辨對地觀察能力不斷提高。今年5月9日發(fā)射的“高分五號”軌道高度約為705km，之前已運行的“高分四號”軌道高度約為36000km，它們都繞地球做圓周運動。與“高分四號”相比，下列物理量中“高分五號”較小的是(

) A.周期

B.角速度 C.線速度

D.向心加速度3.(2018·江蘇單科)我國高分系列衛(wèi)星的高分辨對地觀察能答案A答案A行星的運動行星的運動1.關于開普勒對行星運動規(guī)律的認識，下列說法正確的是(

) A.所有行星繞太陽的運動都是勻速圓周運動 B.所有行星以相同的速率繞太陽做橢圓運動 C.對每一個行星在近日點速率均大于它在遠日點速率 D.所有行星軌道半長軸的二次方與公轉周期的三次方比值卻相同1.關于開普勒對行星運動規(guī)律的認識，下列說法正確的是()解析根據(jù)開普勒第一定律，所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上，A錯誤；行星繞太陽運動的軌道半徑越大，則運動速率越小，B錯誤；根據(jù)開普勒第二定律對于每一個行星在近日點時速率大于它在遠日點速率，C正確；根據(jù)開普勒第三定律，所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的平方的比值都相等，D錯誤。答案C解析根據(jù)開普勒第一定律，所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，2.2014年12月31日，搭載“風云二號”08星的運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射。發(fā)射過程中“風云二號”08星的某一運行軌道為橢圓軌道，周期為T0，如圖1所示。則(

)圖12.2014年12月31日，搭載“風云二號”08星的運載火箭答案C答案C3.(2018·全國卷Ⅲ)為了探測引力波，“天琴計劃”預計發(fā)射地球衛(wèi)星P，其軌道半徑約為地球半徑的16倍；另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍。P與Q的周期之比約為(

) A.2∶1 B.4∶1 C.8∶1

D.16∶1答案C3.(2018·全國卷Ⅲ)為了探測引力波，“天琴計劃”預計發(fā)1.萬有引力與重力的關系

地球?qū)ξ矬w的萬有引力F表現(xiàn)為兩個效果：一是重力mg，二是提供物體隨地球自轉的向心力F向，如圖2所示。圖2萬有引力定律及其應用1.萬有引力與重力的關系圖2萬有引力定律及其應用2.星體表面上的重力加速度(1)在地球表面附近的重力加速度g(不考慮地球自轉)2.星體表面上的重力加速度(1)在地球表面附近的重力加速度g3.應用萬有引力定律估算天體的質(zhì)量、密度(1)“g、R”法：已知天體表面的重力加速度g和天體半徑R。3.應用萬有引力定律估算天體的質(zhì)量、密度(1)“g、R”法：2020選考物理-必修2-第四章-第3講-萬有引力與航天課件【典例】

(2017·北京理綜，17)利用引力常量G和下列有關數(shù)據(jù)，不能計算出地球質(zhì)量的是(

) A.地球的半徑及重力加速度(不考慮地球自轉) B.人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運動的速度及周期 C.月球繞地球做圓周運動的周期及月球與地球間的距離 D.地球繞太陽做圓周運動的周期及地球與太陽間的距離【典例】(2017·北京理綜，17)利用引力常量G和下列有答案D答案D計算中心天體的質(zhì)量、密度時的兩點區(qū)別(1)天體半徑和衛(wèi)星的軌道半徑通常把天體看成一個球體，天體的半徑指的是球體的半徑。衛(wèi)星的軌道半徑指的是衛(wèi)星圍繞天體做圓周運動的圓的半徑。衛(wèi)星的軌道半徑大于等于天體的半徑。(2)自轉周期和公轉周期自轉周期是指天體繞自身某軸線運動一周所用的時間，公轉周期是指衛(wèi)星繞中心天體做圓周運動一周所用的時間。自轉周期與公轉周期一般不相等。計算中心天體的質(zhì)量、密度時的兩點區(qū)別答案

D答案D2.(2018·4月浙江選考)土星最大的衛(wèi)星叫“泰坦”(如圖3)，每16天繞土星一周，其公轉軌道半徑為1.2×106km。已知引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，則土星的質(zhì)量約為(

)A.5×1017kg B.5×1026kgC.5×1033kg D.5×1036kg圖3答案B2.(2018·4月浙江選考)土星最大的衛(wèi)星叫“泰坦”(如圖3.近年來，人類發(fā)射了多枚火星探測器，對火星進行科學探究，為將來人類登上火星、開發(fā)和利用火星資源奠定了堅實的基礎。如果火星探測器環(huán)繞火星做“近地”勻速圓周運動，并測得該探測器運動的周期為T，則火星的平均密度ρ的表達式為(k是一個常數(shù))(

)答案D3.近年來，人類發(fā)射了多枚火星探測器，對火星進行科學探究，為4.宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時間t小球落回原地。若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時間5t小球落回原處。已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星∶R地＝1∶4，地球表面重力加速度為g，設該星球表面附近的重力加速度為g′，空氣阻力不計。則(

) A.g′∶g＝1∶5

B.g′∶g＝5∶2 C.M星∶M地＝1∶20 D.M星∶M地＝80∶14.宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時間t小答案

A答案A1.物理量隨軌道半徑變化的規(guī)律宇宙航行1.物理量隨軌道半徑變化的規(guī)律宇宙航行2.衛(wèi)星的運行軌道(1)赤道軌道(2)極地軌道(3)其他軌道注意：軌道平面一定通過地球的球心。3.近地衛(wèi)星特點

近地衛(wèi)星具有所有衛(wèi)星當中線速度最大，角速度最大，向心加速度最大，周期最小的特點。2.衛(wèi)星的運行軌道(1)赤道軌道3.近地衛(wèi)星特點4.地球同步衛(wèi)星特點(1)所謂地球同步衛(wèi)星，指相對于地面靜止，與地球做同步勻速轉動的衛(wèi)星。(2)地球同步衛(wèi)星的周期與地球自轉的周期T相同，T＝24h。(3)地球同步衛(wèi)星位于地球赤道的正上方，距地球表面的距離h和線速度都是定值。4.地球同步衛(wèi)星特點(1)所謂地球同步衛(wèi)星，指相對于地面靜止【典例1】(2017·全國卷Ⅲ，14)2017年4月，我國成功發(fā)射的天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室完成了首次交會對接，對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道(可視為圓軌道)運行。與天宮二號單獨運行時相比，組合體運行的(

) A.周期變大 B.速率變大 C.動能變大 D.向心加速度變大【典例1】(2017·全國卷Ⅲ，14)2017年4月，我國成答案C答案C【典例2】

(2017·11月浙江選考)如圖4所示是小明同學畫的人造地球衛(wèi)星軌道的示意圖，則衛(wèi)星(

)A.在a軌道運行的周期為24hB.在b軌道運行的速度始終不變C.在c軌道運行的速度大小始終不變D.在c軌道運行時受到的地球引力大小是變化的圖4【典例2】(2017·11月浙江選考)如圖4所示是小明同學答案D答案D1.我國首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子”已于酒泉成功發(fā)射，將在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信?！澳印庇苫鸺l(fā)射至高度為500千米的預定圓形軌道。此前6月在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第二十三顆北斗導航衛(wèi)星G7。G7屬地球靜止軌道衛(wèi)星(高度約為36000千米)，它將使北斗系統(tǒng)的可靠性進一步提高。關于衛(wèi)星以下說法中正確的是(

) A.這兩顆衛(wèi)星的運行速度可能大于7.9km/s B.通過地面控制可以將北斗G7定點于西昌正上方 C.量子科學實驗衛(wèi)星“墨子”的周期比北斗G7小 D.量子科學實驗衛(wèi)星“墨子”的向心加速度比北斗G7小1.我國首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子”已于酒泉成功發(fā)射，將在世答案C答案C2.(2018·11月浙江選考)20世紀人類最偉大的創(chuàng)舉之一是開拓了太空的全新領域。現(xiàn)有一艘遠離星球在太空中直線飛行的宇宙飛船，為了測量自身質(zhì)量，啟動推進器，測出飛船在短時間Δt內(nèi)速度的改變?yōu)棣，和飛船受到的推力F(其它星球?qū)λ囊珊雎?。飛船在某次航行中，當它飛近一個孤立的星球時，飛船能以速度v，在離星球的較高軌道上繞星球做周期為T的勻速圓周運動，已知星球的半徑為R，引力常量用G表示。則字宙飛船和星球的質(zhì)量分別是(

)圖52.(2018·11月浙江選考)20世紀人類最偉大的創(chuàng)舉之一答案D答案D3.(2016·4月浙江選考)2015年12月，我國暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”發(fā)射升空進入高為5.0×102km的預定軌道。“悟空”衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星的運動均可視為勻速圓周運動。已知地球半徑R＝6.4×103km。下列說法正確的是(

)A.“悟空”衛(wèi)星的線速度比同步衛(wèi)星的線速度小B.“悟空”衛(wèi)星的角速度比同步衛(wèi)星的角速度小C.“悟空”衛(wèi)星的運行周期比同步衛(wèi)星的運行周期小D.“悟空”衛(wèi)星的向心加速度比同步衛(wèi)星的向心加速度小圖63.(2016·4月浙江選考)2015年12月，我國暗物質(zhì)粒答案C答案C4.(2017·4月浙江選考)如圖7所示，設行星繞太陽的運動是勻速圓周運動，金星自身的半徑是火星的n倍，質(zhì)量為火星的k倍。不考慮行星自轉的影響，則(

)圖74.(2017·4月浙江選考)如圖7所示，設行星繞太陽的運動答案B答案B2020選考物理-必修2-第四章-第3講-萬有引力與航天課件答案B答案B科學思維——天體運動中?？家族e的辨析1.同步衛(wèi)星的運動規(guī)律

同步衛(wèi)星的六個“一定”科學思維——天體運動中?？家族e的辨析1.同步衛(wèi)星的運動規(guī)律【例1】我國自主研發(fā)的“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)中含有地球同步衛(wèi)星，關于地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是(

) A.同步衛(wèi)星處于平衡狀態(tài) B.同步衛(wèi)星的速度是不變的 C.同步衛(wèi)星的高度是一定的 D.同步衛(wèi)星的線速度應大于第二宇宙速度【例1】我國自主研發(fā)的“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)中含有地球同步衛(wèi)解析同步衛(wèi)星做勻速圓周運動，其加速度不為零，故不可能處于平衡狀態(tài)，選項A錯誤；同步衛(wèi)星做勻速圓周運動，速度方向必然改變，故選項B錯誤；同步衛(wèi)星定軌道、定周期，所以同步衛(wèi)星離地面的高度是一個定值，選項C正確；星球上的物體脫離該星球引力所需要的最小速度稱為第二宇宙速度，第一宇宙速度又叫最大環(huán)繞速度，同步衛(wèi)星離地面有一定距離，其速度一定小于第一和第二宇宙速度，選項D錯誤。答案

C解析同步衛(wèi)星做勻速圓周運動，其加速度不為零，故不可能處于平2.同步衛(wèi)星與其它衛(wèi)星運動物理量的比較【例2】

“靜止”在赤道上空的地球同步氣象衛(wèi)星把廣闊視野內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)發(fā)回地面，為天氣預報提供準確、全面和及時的氣象資料。設地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，下列說法正確的是(

)2.同步衛(wèi)星與其它衛(wèi)星運動物理量的比較答案C答案C3.近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星及赤道上的物體運行問題如圖8所示，a為近地衛(wèi)星，半徑為r1；b為地球同步衛(wèi)星，半徑為r2；c為赤道上隨地球自轉的物體，半徑為r3。圖83.近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星及赤道上的物體運行問題如圖8所示，a為2020選考物理-必修2-第四章-第3講-萬有引力與航天課件2020選考物理-必修2-第四章-第3講-萬有引力與航天課件【例3】國務院批復，自2016年起將4月24日設立為“中國航天日”。1970年4月24日我國首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星東方紅一號，目前仍然在橢圓軌道上運行，其軌道近地點高度約為440km，遠地點高度約為2060km；1984年4月8日成功發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星運行在赤道上空35786km的地球同步軌道上。設東方紅一號在遠地點的加速度為a1，東方紅二號的加速度為a2，固定在地球赤道上的物體隨地球自轉的加速度為a3，則a1、a2、a3的大小關系為(

)A.a2＞a1＞a3 B.a3＞a2＞a1C.a3＞a1＞a2 D.a1＞a2＞a3圖9【例3】國務院批復，自2016年起將4月24日設立為“中國答案D答案D4.變軌前后各物理量的比較4.變軌前后各物理量的比較(2)衛(wèi)星變軌的實質(zhì)兩類變軌離心運動近心運動變軌起因衛(wèi)星速度突然增大衛(wèi)星速度突然減小受力分析變軌結果變?yōu)闄E圓軌道運動或在較大半徑圓軌道上運動變?yōu)闄E圓軌道運動或在較小半徑圓軌道上運動(2)衛(wèi)星變軌的實質(zhì)兩類變軌離心運動近心運動變軌起因衛(wèi)星速度【例4】

2017年1月18日，世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”在圓滿完成4個月的在軌測試任務后，正式交付用戶單位使用。如圖10為“墨子號”變軌示意圖，軌道A與軌道B相切于P點，軌道B與軌道C相切于Q點，以下說法正確的是(

)A.“墨子號”在軌道B上由P向Q運動的過程中速率越來越大B.“墨子號”在軌道C上經(jīng)過Q點的速率大于在軌道A上經(jīng)過P點的速率C.“墨子號”在軌道B上經(jīng)過P時的向心加速度大于在軌道A上經(jīng)過P點時的向心加速度D.“墨子號”在軌道B上經(jīng)過Q點時受到的地球的引力小于經(jīng)過P點時受到的地球的引力圖10【例4】2017年1月18日，世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨答案

D答案D2020選考物理-必修2-第四章-第3講-萬有引力與航天課件第3講萬有引力與航天第3講萬有引力與航天知識排查開普勒三定律1.開普勒第一定律：所有的行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個______上。2.開普勒第二定律：對于每一個行星而言，太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過的______相等。3.開普勒第三定律：所有行星的軌道的________的三次方跟它的__________的二次方的比值都相等。焦點面積半長軸公轉周期知識排查開普勒三定律1.開普勒第一定律：所有的行星繞太陽運動1.內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積________，與它們之間距離r的平方________。萬有引力定律及其應用2.表達式：F＝_______ G為引力常量：G＝6.67×10－11N·m2/kg2。3.適用條件 (1)公式適用于______間的相互作用。當兩個物體間的距離遠遠大于物體本身的大小時，物體可視為質(zhì)點。 (2)質(zhì)量分布均勻的球體可視為質(zhì)點，r是_________的距離。成正比成反比質(zhì)點兩球心間1.內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的1.第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度，其數(shù)值為__________。2.特點 (1)第一宇宙速度是人造衛(wèi)星的最小______速度。 (2)第一宇宙速度是人造衛(wèi)星的最大______速度。3.第一宇宙速度的計算方法環(huán)繞速度7.9km/s發(fā)射環(huán)繞1.第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度，其數(shù)值為__________。1.第二宇宙速度：v2＝11.2km/s，是衛(wèi)星掙脫地球引力束縛的_______________。2.第三宇宙速度：v3＝16.7km/s，是衛(wèi)星掙脫太陽引力束縛的_______________。3.經(jīng)典時空觀 (1)在經(jīng)典力學中，物體的質(zhì)量是不隨____________而改變的。 (2)在經(jīng)典力學中，同一物理過程發(fā)生的位移和對應時間的測量結果在不同的參考系中是______的。4.相對論時空觀

在狹義相對論中，同一物理過程發(fā)生的位移和對應時間的測量結果在不同的參考系中是_______的。第二、三宇宙速度時空觀最小發(fā)射速度最小發(fā)射速度運動狀態(tài)相同不同1.第二宇宙速度：v2＝11.2km/s，是衛(wèi)星掙脫地球引小題速練1.思考判斷 (1)行星離太陽較近時，運行速率較快，行星離太陽較遠時運行速率較慢(

) (2)只有天體之間才存在萬有引力(

) (3)牛頓利用扭秤實驗裝置測出了引力常量(

) (4)當兩物體間距趨近于零時，萬有引力趨近無窮大(

) (5)人造衛(wèi)星的運行速度都要大于7.9km/s(

) (6)人造地球同步衛(wèi)星運行軌道只能在赤道上空(

) (7)發(fā)射探月衛(wèi)星的速度必須大于第二宇宙速度(

)

答案

(1)√

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×

(6)√

(7)×小題速練1.思考判斷2.關于行星運動的規(guī)律，下列說法符合史實的是(

) A.開普勒在牛頓定律的基礎上，導出了行星運動的規(guī)律 B.開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎上，總結出了行星運動的規(guī)律 C.開普勒總結出了行星運動的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因 D.開普勒總結出了行星運動的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律

解析

在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎上總結出了開普勒天體運動三定律，找出了行星運動的規(guī)律，而牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。

答案

B2.關于行星運動的規(guī)律，下列說法符合史實的是()3.(2018·江蘇單科)我國高分系列衛(wèi)星的高分辨對地觀察能力不斷提高。今年5月9日發(fā)射的“高分五號”軌道高度約為705km，之前已運行的“高分四號”軌道高度約為36000km，它們都繞地球做圓周運動。與“高分四號”相比，下列物理量中“高分五號”較小的是(

) A.周期

B.角速度 C.線速度

D.向心加速度3.(2018·江蘇單科)我國高分系列衛(wèi)星的高分辨對地觀察能答案A答案A行星的運動行星的運動1.關于開普勒對行星運動規(guī)律的認識，下列說法正確的是(

) A.所有行星繞太陽的運動都是勻速圓周運動 B.所有行星以相同的速率繞太陽做橢圓運動 C.對每一個行星在近日點速率均大于它在遠日點速率 D.所有行星軌道半長軸的二次方與公轉周期的三次方比值卻相同1.關于開普勒對行星運動規(guī)律的認識，下列說法正確的是()解析根據(jù)開普勒第一定律，所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上，A錯誤；行星繞太陽運動的軌道半徑越大，則運動速率越小，B錯誤；根據(jù)開普勒第二定律對于每一個行星在近日點時速率大于它在遠日點速率，C正確；根據(jù)開普勒第三定律，所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的平方的比值都相等，D錯誤。答案C解析根據(jù)開普勒第一定律，所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，2.2014年12月31日，搭載“風云二號”08星的運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射。發(fā)射過程中“風云二號”08星的某一運行軌道為橢圓軌道，周期為T0，如圖1所示。則(

)圖12.2014年12月31日，搭載“風云二號”08星的運載火箭答案C答案C3.(2018·全國卷Ⅲ)為了探測引力波，“天琴計劃”預計發(fā)射地球衛(wèi)星P，其軌道半徑約為地球半徑的16倍；另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍。P與Q的周期之比約為(

) A.2∶1 B.4∶1 C.8∶1

D.16∶1答案C3.(2018·全國卷Ⅲ)為了探測引力波，“天琴計劃”預計發(fā)1.萬有引力與重力的關系

地球?qū)ξ矬w的萬有引力F表現(xiàn)為兩個效果：一是重力mg，二是提供物體隨地球自轉的向心力F向，如圖2所示。圖2萬有引力定律及其應用1.萬有引力與重力的關系圖2萬有引力定律及其應用2.星體表面上的重力加速度(1)在地球表面附近的重力加速度g(不考慮地球自轉)2.星體表面上的重力加速度(1)在地球表面附近的重力加速度g3.應用萬有引力定律估算天體的質(zhì)量、密度(1)“g、R”法：已知天體表面的重力加速度g和天體半徑R。3.應用萬有引力定律估算天體的質(zhì)量、密度(1)“g、R”法：2020選考物理-必修2-第四章-第3講-萬有引力與航天課件【典例】

(2017·北京理綜，17)利用引力常量G和下列有關數(shù)據(jù)，不能計算出地球質(zhì)量的是(

) A.地球的半徑及重力加速度(不考慮地球自轉) B.人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運動的速度及周期 C.月球繞地球做圓周運動的周期及月球與地球間的距離 D.地球繞太陽做圓周運動的周期及地球與太陽間的距離【典例】(2017·北京理綜，17)利用引力常量G和下列有答案D答案D計算中心天體的質(zhì)量、密度時的兩點區(qū)別(1)天體半徑和衛(wèi)星的軌道半徑通常把天體看成一個球體，天體的半徑指的是球體的半徑。衛(wèi)星的軌道半徑指的是衛(wèi)星圍繞天體做圓周運動的圓的半徑。衛(wèi)星的軌道半徑大于等于天體的半徑。(2)自轉周期和公轉周期自轉周期是指天體繞自身某軸線運動一周所用的時間，公轉周期是指衛(wèi)星繞中心天體做圓周運動一周所用的時間。自轉周期與公轉周期一般不相等。計算中心天體的質(zhì)量、密度時的兩點區(qū)別答案

D答案D2.(2018·4月浙江選考)土星最大的衛(wèi)星叫“泰坦”(如圖3)，每16天繞土星一周，其公轉軌道半徑為1.2×106km。已知引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，則土星的質(zhì)量約為(

)A.5×1017kg B.5×1026kgC.5×1033kg D.5×1036kg圖3答案B2.(2018·4月浙江選考)土星最大的衛(wèi)星叫“泰坦”(如圖3.近年來，人類發(fā)射了多枚火星探測器，對火星進行科學探究，為將來人類登上火星、開發(fā)和利用火星資源奠定了堅實的基礎。如果火星探測器環(huán)繞火星做“近地”勻速圓周運動，并測得該探測器運動的周期為T，則火星的平均密度ρ的表達式為(k是一個常數(shù))(

)答案D3.近年來，人類發(fā)射了多枚火星探測器，對火星進行科學探究，為4.宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時間t小球落回原地。若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時間5t小球落回原處。已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星∶R地＝1∶4，地球表面重力加速度為g，設該星球表面附近的重力加速度為g′，空氣阻力不計。則(

) A.g′∶g＝1∶5

B.g′∶g＝5∶2 C.M星∶M地＝1∶20 D.M星∶M地＝80∶14.宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時間t小答案

A答案A1.物理量隨軌道半徑變化的規(guī)律宇宙航行1.物理量隨軌道半徑變化的規(guī)律宇宙航行2.衛(wèi)星的運行軌道(1)赤道軌道(2)極地軌道(3)其他軌道注意：軌道平面一定通過地球的球心。3.近地衛(wèi)星特點

近地衛(wèi)星具有所有衛(wèi)星當中線速度最大，角速度最大，向心加速度最大，周期最小的特點。2.衛(wèi)星的運行軌道(1)赤道軌道3.近地衛(wèi)星特點4.地球同步衛(wèi)星特點(1)所謂地球同步衛(wèi)星，指相對于地面靜止，與地球做同步勻速轉動的衛(wèi)星。(2)地球同步衛(wèi)星的周期與地球自轉的周期T相同，T＝24h。(3)地球同步衛(wèi)星位于地球赤道的正上方，距地球表面的距離h和線速度都是定值。4.地球同步衛(wèi)星特點(1)所謂地球同步衛(wèi)星，指相對于地面靜止【典例1】(2017·全國卷Ⅲ，14)2017年4月，我國成功發(fā)射的天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室完成了首次交會對接，對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道(可視為圓軌道)運行。與天宮二號單獨運行時相比，組合體運行的(

) A.周期變大 B.速率變大 C.動能變大 D.向心加速度變大【典例1】(2017·全國卷Ⅲ，14)2017年4月，我國成答案C答案C【典例2】

(2017·11月浙江選考)如圖4所示是小明同學畫的人造地球衛(wèi)星軌道的示意圖，則衛(wèi)星(

)A.在a軌道運行的周期為24hB.在b軌道運行的速度始終不變C.在c軌道運行的速度大小始終不變D.在c軌道運行時受到的地球引力大小是變化的圖4【典例2】(2017·11月浙江選考)如圖4所示是小明同學答案D答案D1.我國首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子”已于酒泉成功發(fā)射，將在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信?！澳印庇苫鸺l(fā)射至高度為500千米的預定圓形軌道。此前6月在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第二十三顆北斗導航衛(wèi)星G7。G7屬地球靜止軌道衛(wèi)星(高度約為36000千米)，它將使北斗系統(tǒng)的可靠性進一步提高。關于衛(wèi)星以下說法中正確的是(

) A.這兩顆衛(wèi)星的運行速度可能大于7.9km/s B.通過地面控制可以將北斗G7定點于西昌正上方 C.量子科學實驗衛(wèi)星“墨子”的周期比北斗G7小 D.量子科學實驗衛(wèi)星“墨子”的向心加速度比北斗G7小1.我國首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子”已于酒泉成功發(fā)射，將在世答案C答案C2.(2018·11月浙江選考)20世紀人類最偉大的創(chuàng)舉之一是開拓了太空的全新領域?，F(xiàn)有一艘遠離星球在太空中直線飛行的宇宙飛船，為了測量自身質(zhì)量，啟動推進器，測出飛船在短時間Δt內(nèi)速度的改變?yōu)棣，和飛船受到的推力F(其它星球?qū)λ囊珊雎?。飛船在某次航行中，當它飛近一個孤立的星球時，飛船能以速度v，在離星球的較高軌道上繞星球做周期為T的勻速圓周運動，已知星球的半徑為R，引力常量用G表示。則字宙飛船和星球的質(zhì)量分別是(

)圖52.(2018·11月浙江選考)20世紀人類最偉大的創(chuàng)舉之一答案D答案D3.(2016·4月浙江選考)2015年12月，我國暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”發(fā)射升空進入高為5.0×102km的預定軌道?！拔蚩铡毙l(wèi)星和地球同步衛(wèi)星的運動均可視為勻速圓周運動。已知地球半徑R＝6.4×103km。下列說法正確的是(

)A.“悟空”衛(wèi)星的線速度比同步衛(wèi)星的線速度小B.“悟空”衛(wèi)星的角速度比同步衛(wèi)星的角速度小C.“悟空”衛(wèi)星的運行周期比同步衛(wèi)星的運行周期小D.“悟空”衛(wèi)星的向心加速度比同步衛(wèi)星的向心加速度小圖63.(2016·4月浙江選考)2015年12月，我國暗物質(zhì)粒答案C答案C4.(2017·4月浙江選考)如圖7所示，設行星繞太陽的運動是勻速圓周運動，金星自身的半徑是火星的n倍，質(zhì)量為火星的k倍。不考慮行星自轉的影響，則(

)圖74.(2017·4月浙江選考)如圖7所示，設行星繞太陽的運動答案B答案B2020選考物理-必修2-第四章-第3講-萬有引力與航天課件答案B答案B科學思維——天體運動中?？家族e的辨析1.同步衛(wèi)星的運動規(guī)律

同步衛(wèi)星的六個“一定”科學思維——天體運動中?？家族e的辨析1.同步衛(wèi)星的運動規(guī)律【例1】我國自主研發(fā)的“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)中含有地球同步衛(wèi)星，關于地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是(

) A.同步衛(wèi)星處于平衡狀態(tài) B.同步衛(wèi)星的速度是不變的 C.同步衛(wèi)星的高度是一定的 D.同步衛(wèi)星的線速度應大于第二宇宙速度【例1】我國自主研發(fā)的“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)中