高二物理会考复习5 万有引力与航天.doc

高二年级物理会考复习（五） 经典力学的成就与局限性
【知识复习】
一、、万有引力定律：，。
a. 万有引力定律由牛顿发现的。
b. G——万有引力常量是英国物理学家卡文迪许用扭秤装置首先测量出的
二、万有引力定律应用——人造地球卫星
1、万有引力=向心力
由 得：
由 得：

由 得：

由 得：

（其中：M一中心天体质量 m—卫星的质量 r—卫星轨道半径 ）
若题目给出：h—卫星距离中心天体表面的高度 R一中心天体半径
则r=R+h
总结：对于同一个中心天体的卫星 越远越慢
即：轨道半径越大，速度越小，角速度越小，向心加速度越小，周期越大，与卫星的质量与无关

2、黄金代换：在地球表面附近，重力=万有引力 mg = G g = G
（g一地球表面重力加速度 R一地球半径） 或 GM=R2g

三、宇宙速度
第一宇宙速度7.9km/s ，是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度
mg = m= G V=
第二宇宙速度11.2km/s，当物体的速度等于或大于11.2km/s时，它会克服地球的引力，永远离开地球。
第三宇宙速度16.7km/s，要使物体挣脱太阳的引力束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度速度等于或大于16.7km/s。

【真题训练】
1、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，离地面越远的卫星（ ）
A．线速度越大 B．线速度越小
C．周期越大 D．周期越小
2、质量相同的人造卫星，如果在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动，那么下列判断中正确的是（ ）
A．轨道半径大的卫星所受向心力大
B．轨道半径大的卫星所受向心力小
C．轨道半径大的卫星运行线速度大
D．轨道半径大的卫星运行线速度小
3、2003年10月15日，我国第一艘载人航天飞船“神舟”五号，在酒泉卫星发射中心发射升空，飞船在太空中大约用21小时的时间，绕地球运行了14圈.由此可知，飞船绕地球运行的周期大约为 小时.若将飞船在太空中环绕地球的运动近似看成匀速圆周运动,使飞船做圆周运动的向心力是 力.

图13
4、2008年9月27日，“神舟七号”航天员翟志刚首次实现了中国航天员在太空的舱外活动（图13），这是我国航天发展史上的又一里程碑.
已知引力常量为G，地球质量为M，地球半径为R. 飞船绕地球做匀速圆周运动的过程中，距地面的高度为h，求：
（1）飞船加速度a的大小；
（2）飞船速度v的大小.

图15
5、2012年6月29日，在太空“旅行”13天的“神舟九号”载人飞船安全“回家”，至此我国首次太空载人交会对接取得圆满成功．“神舟九号”与“天宫一号”完成对接后在轨道上运行，可视为匀速圆周运动，它们距离地面的高度为h．已知它们的总质量为m，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g．求：
（1）“神舟九号”与“天宫一号”对接后，地球对它们的万有引力F；
（2）“神舟九号”与“天宫一号”对接后，它们运行的周期T．

预定圆轨道
图15
6、2008年9月25日21时10分，我国成功发射了神舟七号飞船．用长征二号F型运载火箭将神舟七号送入椭圆轨道，实施变轨后，再进入预定圆轨道，如图15所示．飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，地球的质量为M，地球半径为R，万有引力常量为G，求：
（1）飞船在预定圆轨道上飞行的周期T；
（2）飞船在预定圆轨道上飞行速度v的大小．

【课堂反馈】
1、我国的航天事业取得了巨大成就．近年来，我国又相继成功发射了“嫦娥一号”和“嫦娥二号”探月卫星。图17是两颗探月卫星绕月球做匀速圆周运动的示意图。“嫦娥一号”和“嫦娥二号”环绕月球运动时距月球表面的高度分别为h和h/2，已知月球半径R．求：
（1）“嫦娥一号”和“嫦娥二号”运动的向心加速度之比；
（2）“嫦娥一号”和“嫦娥二号”运动的周期之比。

图15
2、我国的航空航天事业取得了巨大成就。2010年10月1日，我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星．“嫦娥二号”的质量为m，它绕月球做匀速圆周运动时距月球表面的距离为h。已知引力常量G、月球质量M、月球半径R。求：
⑴“嫦娥二号” 绕月球做匀速圆周运动的周期；
⑵“嫦娥二号” 绕月球做匀速圆周运动的向心加速度与月球表面附
近的重力加速度的大小之比．