2020届高三物理二轮复习课件+教师用书+练习：第1部分 专题1 第4讲 万有引力与航天 (3份打包)

第4讲 　万有引力与航天 [高考统计·定方向] (教师授课资源) 考点 考向 五年考情汇总 1.万有引力定律的应用 考向1.万有引力定律及开普勒行星运动定律的应用 2019·全国卷Ⅱ T14 2018·全国卷Ⅲ T15 2017·全国卷Ⅱ T19 2016·全国卷Ⅲ T14 考向2.天体质量(密度)的估算 2018·全国卷Ⅱ T16 2.天体运行规律 考向1.天体运行参数 2019·全国卷Ⅲ T15 2018·全国卷Ⅰ T20 2017·全国卷Ⅲ T14 考向2.地球上的物体和地球卫星 2016·全国卷Ⅰ T17 考向3.卫星的变轨与对接问题 2015·全国卷 T21 　万有引力定律的应用(5年5考) ❶近几年高考对本考点的考查形式以选择题为主。命题点集中在万有引力定律、开普勒第三定律的应用及天体质量和密度的估算。对开普勒第一定律和开普勒第二定律的命题常以定性分析或物理学史的形式。 ❷预计2020年命题仍会保持以上特点。 1．(2018·全国卷Ⅲ·T15)为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为(　　) A．2∶1 B．4∶1 C．8∶1 D．16∶1 C　[由开普勒第三定律得，C正确。] ＝＝＝＝k，故 2．(2019·全国卷Ⅱ·T14)2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆。在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描述F随h变化关系的图象是(　　) A　 　 　B 　　　 C　　　　 D D　[由万有引力定律可知，探测器受到的万有引力F＝，其中R为地球半径。在探测器“奔向”月球的过程中，离地面距离h增大，其所受的万有引力非线性减小，故选项D正确。] 3．(多选)(2017·全国卷Ⅱ·T19)如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中(　　) A．从P到M所用的时间等于 B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大 C．从P到Q阶段，速率逐渐变小 D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功 CD　[从P到Q的时间为T0，选项A错误；海王星在运动过程中只受太阳的引力作用，故机械能守恒，选项B错误；根据开普勒行星运动第二定律可知，从P到Q阶段，速率逐渐变小，选项C正确；从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功，选项D正确；故选C、D。]T0，根据开普勒行星运动第二定律可知，从P到M运动的速率大于从M到Q运动的速率，可知P到M所用的时间小于 4．(2018·全国卷Ⅱ·T16)2018年2月，我国500 m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318＋0253”，其自转周期T＝5.19 ms。假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.67×10－11 N·m2/kg2。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为(　　) A．5×109 kg/m3 B．5×1012 kg/m3 C．5×1015 kg/m3 D．5×1018 kg/m3 C　[毫秒脉冲星稳定自转时由万有引力提供其表面物体做圆周运动的向心力，根据G，代入数据解得ρ≈5×1015 kg/m3，C正确。] πR3，得ρ＝，M＝ρ·＝m [教师备选题] (2016·全国卷Ⅲ·T14)关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是(　　) A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 B　[开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了开普勒天体运动三定律，找出了行星运动的规律，而牛顿发现了万有引力定律，A、C、D错误，B正确。] 1．开普勒第三定律 (1)＝k，其中k与中心天体有关，r是椭圆轨道的半长轴。(如上T1) (2)对同一中心天体的所有行星，该公式都成立。 2．估算中心天体的质量和密度的两条思路 (1)利用中心天体的半径和表面的重力加速度g计算。由G。 ＝＝，进而求得ρ＝＝mg求出M＝ (2)利用环绕天体的轨道半径r和周期T计算。由G。(如上T4)＝。若环绕天体绕中心天体表面做匀速圆周运动，轨道半径r＝R，则ρ＝r，可得出M＝＝m 考向1　开普勒行星运动定律的应用 1．(2019·重庆七校联考)2018年2月7日凌晨，太空技术探索公司Space X成功通过猎鹰重型火箭将一辆特斯拉跑车送入绕