(讲练测)2017年高考物理一轮复习专题17万有引力定律与航天(练)(含解析)

1．【2016·北京卷】如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是： （ ）

A．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同 B．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同 C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度 D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量 【答案】B

【方法技

巧】在万有引力这一块，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式

Mmv24π2r2G2?m?m?r?m2?ma，在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄rrT清楚各个物理量表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量非常大的，所以需要细心计算。

2．【2016·天津卷】我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是： （ ）

A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接

D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度

接近时实现对接 【答案】C

【名师点

睛】此题考查了卫星的变轨问题；关键是知道卫星在原轨道上加速时，卫星所受的万有引力不足以提供向心力而做离心运动，卫星将进入较高轨道；同理如果卫星速度减小，卫星将做近心运动而进入较低轨道。

3．【2015·全国新课标Ⅰ·21】（多选）我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4m高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止）；最后关闭发动机，探测器自由下落。已知探测器的质量约为1.3×10kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8m/s。则次探测器： （ ） A．在着陆前瞬间，速度大小约为8.9m/s B．悬停时受到的反冲作用力约为2×10N

C．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒

D．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度 【答案】BD

【解析】星球表面万有引力提供重力即

3

2

9

GMmGM，重力加速度，地球表面g??mg22RR1M3.7?3.7GM1GM281g?2?9.8m/s，则月球表面g'???2?g，则探测器重力

1R81R6(R)23.7G1G?mg'?1300kg??9.8N/kg?2000N，选项B对，探测器自由落体，末速度

6v?2g'h?4?9.8?8.9，选项A错。关闭发动机后，仅在月球引力作用下机械能守恒，3而离开近月轨道后还有制动悬停，所以机械能不守恒，选项C错。近月轨道即万有引力提供

G向心力。v?1M3.7GMGM81,小于近地卫星线速度，选项D对。 ??181RRR3.7【名师点睛】万有引力提供向心力是基础，注意和运动学以及功能关系结合

4．【2016·江苏卷】（多选）如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、

T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下

列关系式正确的有： （ ）

A．TA>TB 【答案】AD

B．EkA>EkB

C．SA=SB

33RARBD．2?2

TATB【方法

技巧】重点是要掌握天体运动的规律，万有引力提供向心力。选项C容易错选，原因是开普勒行星运动定律的面积定

5．【2014·海南·6】设地球自转周期为T，质量为M。引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R。同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为： （ ）

GMT2GMT2GMT2?4?2R3A． B． C．

GMT2?4?2R3GMT2?4?2R3GMT2GMT2?4?2R3D．

GMT2【答案】A

【考点】

万有引力定律、匀速圆周运动的向心力

【方法技巧】本题主要是万有引力定律，要考虑地球的自转，即找到在地面上物体所地球自转所需向心力的来源