专题5 考点1 万有引力定律及其应用-【择数·高考闪电提分】2023高考物理基础必刷1000题

按数高考。° 专题五] 万有引力与宇宙航行 必备知识 1.万有引力定律及其应用 开普勒 k只与中心天体的质量有关 第三定律 芳4 万有引力 F=Gmmz 万有引力定律只适用于质点间引力大小的计 定律 r2 算，引力常量G=6.67×10-11N·m/kg 万解决天体运动 Mm G =mra2=m 4π 产r=mr(2πf)2 万有引力充当天体做圆周运动的向心力 有 的思路 引 mg-G R 、Mm 在天体表面万有引力近似等于重力，GM= 力 天体质量 gR2称为黄金代换 M= 4π2x3 GT 或M=gR 当环绕天体在被环绕天体的表面运行时， 天体的密度 M3πr3 PVGTR 3π p一GT 2.卫星运行及宇宙航行 线速度 = GM 道半径越大，线速度越小 人 角速度 轨道半径越大，角速度越小 造 周期 T 4πr 轨道半径越大，周期越大 卫 「VGM 星 加速度 GM 轨道半径越大，加速度越小 GM 第一宇宙速度是卫星的最大环绕速度和最小 第一宇宙速度 =/gR≈7.9km/s 发射速度 3.双星及多星问题 (1)向心力来源：双星系统中两星体间的万有引力，多星系统中其他星体万有引力的合力。 (2)双星问题特征：双星在一条直线上，轨道圆心在两星体连线上，周期（角速度）相等，易错 点是列式时将两星体间的距离当作轨道半径。 (3)可解的多星问题：各星体的质量相等、位于正多边形的顶点上，圆心为正多边形的几何中 心，周期（角速度相等。 ·112· ◆◆鱼 高中物理·专题5 °。择数·闪电提分 考点1万有引力定律及其应用 A基础夯实 轨道距地面的高度为400km左右，地球同 1.(2021·广东)2021年4月，我国自主研发 步卫星距地面的高度接近36000km。则该 的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运 核心舱的 ( 行，若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆 A.角速度比地球同步卫星的小 周运动，已知引力常量，由下列物理量能计 B.周期比地球同步卫星的长 算出地球质量的是 C.向心加速度比地球同步卫星的大 A.核心舱的质量和绕地半径 D.线速度比地球同步卫星的小 5.(2021·江苏)我国航天人发扬“两弹 B.核心舱的质量和绕地周期 星”精神砥砺前行，从“东方红一号”到 C.核心舱的绕地角速度和绕地周期 “北斗”不断创造奇迹。“北斗”第49颗 D.核心舱的绕地线速度和绕地半径 卫星的发射迈出组网的关键一步。该卫 2.(2021·全国甲卷)2021年2月，执行我国火 星绕地球做圆周运动，运动周期与地球 星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施 自转周期相同，轨道平面与地球赤道平 三次近火制动后，进入运行周期约为1.8× 面成一定夹角。该卫星 () 10s的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最 A.运动速度大于第一宇宙速度 近距离约为2.8×105m。已知火星半径约为 B.运动速度小于第一宇宙速度 3.4×10m,火星表面处自由落体的加速度大 C.轨道半径大于“静止”在赤道上空的同步 小约为3.7m/s2,则“天问一号”的停泊轨道与 卫星 火星表面的最远距离约为 ( D.轨道半径小于“静止”在赤道上空的同步 A.6×105m B.6×10m 人卫星 C.6×107m D.6×108m 6.(2021·山东)从“玉兔”登月到“祝融”探火， 3.(2021·北京)2021年5月，“天问一号”探 我国星际探测事业实现了由地月系到行星 测器成功在火星软着陆，我国成为世界上 际的跨越。已知火星质量约为月球的9倍， 第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三 半径约为月球的2倍，“祝融”火星车的质量 项任务的国家。“天问一号”在火星停泊轨 约为“玉兔”月球车的2倍。在着陆前，“祝 道运行时，近火点距离火星表面2.8× 融”和“玉兔”都会经历一个由着陆平台支撑 102km、远火点距离火星表面5.9× 的悬停过程。悬停时，“祝融”与“玉兔”所受 105km,则“天问一号” 陆平台的作用力大小之比为 ( A.在近火点的加速度比远火点的小 A.9:1 B.9:2 B.在近火点的运行速度比远火点的小 C.36:1 D.72:1 C.在近火点的机械能比远火点的小 7.(2021·辽宁)（多选）2021年2月，我国首个火 D.在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动 星探测器“天问一号”实现了对火星的环绕 4.(2021·海南)2021年4月29日，我国在海 若已知该探测器在近火星圆轨道与在近地球 南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间 圆轨道运行的速率比和周期比，则可求出火星 站天和核心舱送入预定轨道。核心舱运行 与地球的 ( ◇◇◇ ·113· 择数高考。 A.半径比 B.质量比 C.自转角速度比 D.公转轨道半径比 Am0.4g-2） Bm(0.4g+） 8.(2