2023届高考物理二轮专题复习讲义：万有引力定律、卫星发射与变轨、双星系统

高三专题复习之万有引力定律 知识点回顾一：开普勒第三定律 公式：= =K 注意：涉及椭圆轨道求解周期时可应用。 知识点回顾二：万有引力定律的应用 1、 万有引力与重力的关系 =mg 注意：涉及地球表面附近的物体，题中已知或求解g时可用。 2、 卫星绕地球做匀速圆周运动 = =mr=mr 注意：(1)r代表地球球心到卫星的距离。 （2）重要结论：轨道半径越大，周期越大，其他都变小 3、通过以上两种情况都可以解中心天体的质量M，从而解得密度 知识点回顾三：卫星的发射与变轨 1、第一宇宙速度：7.9km/s 注意：（1）圆周轨道的卫星运行速度都小于第一宇宙速度。 （2）第一宇宙速度是最小的发射速度。 2、卫星的发射与变轨 注意：（1）卫星从低轨道到高轨道要点火加速，从高轨道到低轨道要点火减速。 可知v1P＜v2P；v2Q＜v3Q； （2）在同一点的加速度相等。 可知a1P=a2P；a2Q=a3Q； （3）结合上述重要结论可知v3＜v1 知识点回顾四：双星系统 双星的周期或角速度相等，双星间的万有引力提供了它们做圆周运动的向心力 ＝m1ω2r1，＝m2ω2r2. 其中r1+ r2=L 可解得：T= 1、2022年11月30日，神舟十五号载人飞船成功对接空间站天和核心舱，翘盼已久的神舟十四号航天员乘组热情欢迎远道而来的亲人入驻天宫，两个航天员乘组在空间站组合体胜利会师。组合体绕地球的运动可视为圆周运动，周期约90min。下列说法正确的是（　　） A．组合体运动的速度略大于第一宇宙速度 B．组合体运动的周期比地球同步卫星的周期大 C．组合体运动的角速度比地球同步卫星的角速度大 D．组合体的加速度比地球同步卫星的加速度小。 2、2021年5月15日“祝融号”火星车成功着陆火星表面，是我国航天事业发展中具有里程碑意义的进展。此前我国“玉兔2号”月球车首次实现月球背面软着陆，若“祝融号”的质量是“玉免2号”的K倍，火星的质量是月球的N倍，火星的半径是月球的P倍，火星与月球均视为球体，不考虑星球自转，下列说法正确的是（　　） A．火星的第一宇宙速度是月球的倍 B．火星的平均密度是月球的倍 C．火星表面的重力加速度大小是月球表面的倍 D．火星对“祝融号”引力的大小是月球对“玉兔二号”引力的倍 3、我国第一次自主火星探测器“天问一号”于2020年7月23日发射，于2021年2月到达火星附近。若“天问一号”在距火星表面高度为h的圆形轨道上运行，其运行周期为T，已知引力常量为G，火星的半径为R，则火星的质量为（　　） A． B． C． D． 4、已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍．不考虑地球、月球自转的影响，由以上数据可估算出（　　） A．地球与月球的平均密度之比为64：81 B．地球与月球表面的重力加速度大小之比为9：4 C．在地球与月球表面附近沿圆轨道运行的航天器的周期之比为8：9 D．在地球与月球表面附近沿圆轨道运行的航天器的线速度大小之比为2：9 5、我国从2020年开始执行“天问1号”火星探测任务。质量为m的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为t0、速度由v0减速到零的过程，忽略火星大气阻力。若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，已知火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g,地球半径为R，万有引力常量为G，则（　　） A．火星的第一宇宙速度为 B．火星质量为 C．减速过程中着陆器位移为 D．减速过程中着陆器受到的制动力大小约为m(0.4g+) 6、北京时间2022年4月16日9时56分，神舟十三号载人飞船返回舱顺利着陆。飞船的某段时间内的运动可近似为如图所示的情境，圆形轨道Ⅰ为空间站运行轨道，设圆形轨道Ⅰ的半径为r,地球表面重力加速度为g,地球半径为R，地球的自转周期为T，椭圆轨道Ⅱ为载人飞船运行轨道，两轨道相切于A点，椭圆轨道II的半长轴为a,下列说法正确的是（　　） A．根据题中信息，可求出地球的质量M＝ B．载人飞船若要从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，需要在A点减速 C．载人飞船在轨道Ⅰ上机械能小于在轨道Ⅱ上的机械能 D．空间站在圆轨道Ⅰ上运行的周期与载人飞船在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期之比为r：a。 7、如图所示是同一卫星绕地球飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。轨道1、2、3在A点相切，B点是轨道2的远地点，则下列说法中正确的是（　　） A．三条轨道中，卫星在轨道1上绕地球运行的周期最大 B．卫星在轨道1上经过A点的加速度大于卫星在轨道2上经过A点的加速度 C．卫星在轨道1上的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度 D．卫星在轨道1上经过A点的向心加速度大于