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1、核心專題突破第一部分第一部分第第4講力和天體運動講力和天體運動專題一力與運動專題一力與運動欄目導航2年考情回顧年考情回顧熱點題型突破熱點題型突破對點規(guī)范演練對點規(guī)范演練熱點題源預測熱點題源預測逐題對點特訓逐題對點特訓2年考情回顧年考情回顧設問設問方式方式衛(wèi)星的運行衛(wèi)星的運行 例例 (2017全國卷全國卷，19題題)(2017全國卷全國卷，14題題)(2017江蘇卷，江蘇卷，6題題)(2016全國卷全國卷，17題題)衛(wèi)星的變軌問題衛(wèi)星的變軌問題 例例 (2016北京卷，北京卷，18題題)(2016天津卷，天津卷，3題題)計算天體的質(zhì)量計算天體的質(zhì)量 例例 (2017北京卷，北京卷，17題題)審題
2、審題要點要點不論何種天體，要審清其運動是勻速圓周運動，還是橢圓運動或其他的不論何種天體，要審清其運動是勻速圓周運動，還是橢圓運動或其他的運動，建立正確的運動模型運動，建立正確的運動模型.要明確其運動所受的作用力要明確其運動所受的作用力(幾個萬有引力或其他作用力幾個萬有引力或其他作用力)要分清題中要分清題中已知的物理量和未知的物理量已知的物理量和未知的物理量有時涉及空間的幾何關(guān)系，要正確建立幾何關(guān)系式有時涉及空間的幾何關(guān)系，要正確建立幾何關(guān)系式熱點題型突破熱點題型突破題型一題型一萬有引力定律的應用萬有引力定律的應用命題規(guī)律命題規(guī)律萬有引力定律的應用一般以選擇題形式考查，命題考查要點是：萬有引力定
3、律的應用一般以選擇題形式考查，命題考查要點是：(1)重力與萬有重力與萬有引力的關(guān)系的應用；引力的關(guān)系的應用；(2)計算重力加速度等等計算重力加速度等等 D 突破點撥突破點撥(1)根據(jù)萬有引力定律確定兩極重力加速度與衛(wèi)星根據(jù)萬有引力定律確定兩極重力加速度與衛(wèi)星B向心加速度的關(guān)系向心加速度的關(guān)系(2)物體物體A的線速度跟同步衛(wèi)星的線速度關(guān)系由的線速度跟同步衛(wèi)星的線速度關(guān)系由vr比較；衛(wèi)星比較；衛(wèi)星B與同步衛(wèi)星的與同步衛(wèi)星的線速度關(guān)系要由線速度關(guān)系要由G進行比較進行比較【變式考法【變式考法】 (2017海南五校模擬海南五校模擬)我國的我國的“嫦娥奔月嫦娥奔月”月球探測工程已經(jīng)啟月球探測工程已經(jīng)啟動，
4、分動，分“繞、落、回繞、落、回”三個發(fā)展階段，探月工程為向更遙遠的火星探測做預備工三個發(fā)展階段，探月工程為向更遙遠的火星探測做預備工作假設未來我國宇航員乘坐宇宙飛船到達火星表面進行科學觀測，若已知火星自轉(zhuǎn)作假設未來我國宇航員乘坐宇宙飛船到達火星表面進行科學觀測，若已知火星自轉(zhuǎn)周期為周期為T，宇航員在火星，宇航員在火星“北極北極”距火星表面附近距火星表面附近h處自由釋放一小球處自由釋放一小球(引力視為恒引力視為恒力力)，小球落地時間為，小球落地時間為t.已知火星半徑為已知火星半徑為R，引力常量為，引力常量為G，則下列說法正確的是，則下列說法正確的是()B2(2017湖北松滋三中月考湖北松滋三中月
5、考)由中國科學院、中國工程院兩院院士評出的由中國科學院、中國工程院兩院院士評出的2012年中國十大科技進展新聞，于年中國十大科技進展新聞，于2013年年1月月19日揭曉，日揭曉，“神九神九”載人飛船與載人飛船與“天宮一天宮一號號”成功對接和成功對接和“蛟龍蛟龍”號下潛突破號下潛突破7 000米分別排在第一、第二若地球半徑為米分別排在第一、第二若地球半徑為R，把地球看做質(zhì)量分布均勻的球體，把地球看做質(zhì)量分布均勻的球體“蛟龍蛟龍” 下潛深度為下潛深度為d，天宮一號軌道距離，天宮一號軌道距離地面高度為地面高度為h，“蛟龍蛟龍”號所在處與號所在處與“天宮一號天宮一號”所在處的重力加速度之比為所在處的重
6、力加速度之比為()C3(2017遼師大附中模擬遼師大附中模擬)(多選多選)為了探尋金礦區(qū)域的位置和金礦儲量，常利用為了探尋金礦區(qū)域的位置和金礦儲量，常利用重力加速度反常現(xiàn)象如圖所示，重力加速度反?，F(xiàn)象如圖所示，P點為某地區(qū)水平地面上的一點，假設在點為某地區(qū)水平地面上的一點，假設在P點正下點正下方有一空腔或密度較大的金礦，該地區(qū)重力加速度的大小就會與正常情況有微小偏方有一空腔或密度較大的金礦，該地區(qū)重力加速度的大小就會與正常情況有微小偏離，這種現(xiàn)象叫做離，這種現(xiàn)象叫做“重力加速度反常重力加速度反常”如果球形區(qū)域內(nèi)儲藏有金礦，已知金礦的如果球形區(qū)域內(nèi)儲藏有金礦，已知金礦的密度為密度為，球形區(qū)域周圍
7、均勻分布的巖石密度為，球形區(qū)域周圍均勻分布的巖石密度為0，且，且0.又已知引力常量為又已知引力常量為G，球，球形空腔體積為形空腔體積為V，球心深度為，球心深度為d(遠小于地球半徑遠小于地球半徑)，則下列說法正確的是，則下列說法正確的是() BC題型二題型二天體質(zhì)量和密度的計算天體質(zhì)量和密度的計算命題規(guī)律命題規(guī)律天體質(zhì)量和密度的計算是高考的熱點命題特點是：天體質(zhì)量和密度的計算是高考的熱點命題特點是：(1)結(jié)合星球表面重力加速結(jié)合星球表面重力加速度考查；度考查；(2)結(jié)合衛(wèi)星繞中心天體做圓周運動考查結(jié)合衛(wèi)星繞中心天體做圓周運動考查 1. (多選多選)P1、P2為相距遙遠的兩顆行星，距各自表面相同高
8、度處各有一顆衛(wèi)星為相距遙遠的兩顆行星，距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星S1、S2做勻速圓周運動圖中縱坐標表示行星對周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加做勻速圓周運動圖中縱坐標表示行星對周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度速度a，橫坐標表示物體到行星中心的距離，橫坐標表示物體到行星中心的距離r的平方，兩條曲線分別表示的平方，兩條曲線分別表示P1、P2周圍周圍a與與r2的反比關(guān)系，它們左端點橫坐標相同，則的反比關(guān)系，它們左端點橫坐標相同，則()AP1的平均密度比的平均密度比P2的大的大BP1的的“第一宇宙速度第一宇宙速度”比比P2的小的小CS1的向心加速度比的向心加速度比S2的大的大DS1的公轉(zhuǎn)周期比的公
9、轉(zhuǎn)周期比S2的大的大ACB AS1的質(zhì)量比的質(zhì)量比S2的大的大BP1的質(zhì)量比的質(zhì)量比P2的大的大CP1的第一宇宙速度比的第一宇宙速度比P2的小的小DP1的平均密度比的平均密度比P2的大的大2(2017湖南長沙一模湖南長沙一模)2016年年11月月17日日12時時41分，我國航天員景海鵬、陳冬分，我國航天員景海鵬、陳冬踏上返回之旅他們在天宮二號空間實驗室已工作生活了踏上返回之旅他們在天宮二號空間實驗室已工作生活了30天創(chuàng)造了中國航天員天創(chuàng)造了中國航天員太空駐留時間的新紀錄假設未來的某一天我國宇航員登上某一星球，測得該星球太空駐留時間的新紀錄假設未來的某一天我國宇航員登上某一星球，測得該星球表面的
10、重力加速度是地球表面重力加速度的表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，而該星球的平均密度與地球的差倍，而該星球的平均密度與地球的差不多，則該星球質(zhì)量大約是地球質(zhì)量的不多，則該星球質(zhì)量大約是地球質(zhì)量的()A2倍倍B4倍倍C8倍倍D16倍倍C3(2017遼寧三校調(diào)考遼寧三校調(diào)考)2016年年9月月15日，日，“天宮二號天宮二號”空間實驗室發(fā)射任務取空間實驗室發(fā)射任務取得圓滿成功假設得圓滿成功假設“天宮二號天宮二號”繞地球做勻速圓周運動的軌道距地球表面的高度為繞地球做勻速圓周運動的軌道距地球表面的高度為2a，繞地球飛行一圈的時間為，繞地球飛行一圈的時間為90分鐘，分鐘，“嫦娥一號嫦娥一號”衛(wèi)星
11、繞月球做勻速圓周運動的衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運動的軌道距月球表面的高度為軌道距月球表面的高度為a，繞月球飛行一圈的時間為，繞月球飛行一圈的時間為120分鐘，已知地球的半徑為分鐘，已知地球的半徑為32a，月球半徑為，月球半徑為9a，則下列說法正確的是，則下列說法正確的是()A“天宮二號天宮二號”運行的速度小于運行的速度小于“嫦娥一號嫦娥一號”運行的速度運行的速度B“天宮二號天宮二號”運行的加速度小于運行的加速度小于“嫦娥一號嫦娥一號”運行的加速度運行的加速度C地球的質(zhì)量小于月球的質(zhì)量地球的質(zhì)量小于月球的質(zhì)量D地球的平均密度大于月球的平均密度地球的平均密度大于月球的平均密度D題型三題型三衛(wèi)星運行參量
12、的分析衛(wèi)星運行參量的分析命題規(guī)律命題規(guī)律人造衛(wèi)星運行參量的分析是高考的熱點，人造衛(wèi)星運行參量的分析是高考的熱點，命題規(guī)律命題規(guī)律主要是結(jié)合圓周運動規(guī)律和主要是結(jié)合圓周運動規(guī)律和萬有引力定律進行考查萬有引力定律進行考查(1)衛(wèi)星在軌道上運行的線速度、角速度，周期等物理量的計算；衛(wèi)星在軌道上運行的線速度、角速度，周期等物理量的計算；(2)比較不同比較不同軌道衛(wèi)星的各物理量的大??；軌道衛(wèi)星的各物理量的大?。?3)結(jié)合宇宙速度考查結(jié)合宇宙速度考查 3極地衛(wèi)星和近地衛(wèi)星極地衛(wèi)星和近地衛(wèi)星(1)極地衛(wèi)星運行時每圈都經(jīng)過南北兩極，由于地球自轉(zhuǎn)，極地衛(wèi)星可以實現(xiàn)全極地衛(wèi)星運行時每圈都經(jīng)過南北兩極，由于地球自轉(zhuǎn)
13、，極地衛(wèi)星可以實現(xiàn)全球覆蓋球覆蓋(2)近地衛(wèi)星是在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，其運行的軌道近地衛(wèi)星是在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，其運行的軌道半徑可近似認為等于地球的半徑，其運行線速度約為半徑可近似認為等于地球的半徑，其運行線速度約為7.9 km/s.(3)兩種衛(wèi)星的軌道平面一定通過地球的球心兩種衛(wèi)星的軌道平面一定通過地球的球心1. (2017江蘇卷江蘇卷)(多選多選)“天舟一號天舟一號”貨運飛船于貨運飛船于2017年年4月月20日在文昌航天發(fā)射日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空與中心成功發(fā)射升空與“天宮二號天宮二號”空間實驗室對接前，空間實驗室對接前，“天舟一號天舟
14、一號”在距地面約在距地面約380 km的圓軌道上飛行，則其的圓軌道上飛行，則其( )A角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度B線速度小于第一宇宙速度線速度小于第一宇宙速度C周期小于地球自轉(zhuǎn)周期周期小于地球自轉(zhuǎn)周期D向心加速度小于地面的重力加速度向心加速度小于地面的重力加速度BCD突破點撥突破點撥(1)“天舟一號天舟一號”軌道半徑小于同步衛(wèi)星軌道半徑軌道半徑小于同步衛(wèi)星軌道半徑(2)同步衛(wèi)星的角速度和周期就是地球自轉(zhuǎn)的角速度和周期同步衛(wèi)星的角速度和周期就是地球自轉(zhuǎn)的角速度和周期 【變式考法【變式考法】 (2017寧夏銀川模擬寧夏銀川模擬)我國首顆量子科學實驗衛(wèi)星于我國首顆量子科學實驗衛(wèi)
15、星于2016年年8月月16日日1點點40分成功發(fā)射量子衛(wèi)星成功運行后，我國將在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面分成功發(fā)射量子衛(wèi)星成功運行后，我國將在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構(gòu)建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系假設量子衛(wèi)星之間的量子通信，構(gòu)建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系假設量子衛(wèi)星軌道在赤道平面，如圖所示已知量子衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的軌道在赤道平面，如圖所示已知量子衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的m倍，同步衛(wèi)倍，同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的星的軌道半徑是地球半徑的n倍，圖中倍，圖中P點是地球赤道上一點，由此可知點是地球赤道上一點，由此可知()D2(2017福建福州質(zhì)檢福建
16、福州質(zhì)檢)(多選多選)某人造地球衛(wèi)星在運行中由于受稀薄空氣的阻某人造地球衛(wèi)星在運行中由于受稀薄空氣的阻力作用，其運行軌道會發(fā)生變化某次測量時該衛(wèi)星的軌道半徑為力作用，其運行軌道會發(fā)生變化某次測量時該衛(wèi)星的軌道半徑為r1，一段時間后，一段時間后再次測量時其軌道半徑變?yōu)樵俅螠y量時其軌道半徑變?yōu)閞2，每次測量中衛(wèi)星的運動可近似看做圓周運動先后，每次測量中衛(wèi)星的運動可近似看做圓周運動先后測量時，衛(wèi)星的角速度、動能、機械能分別為測量時，衛(wèi)星的角速度、動能、機械能分別為1、Ek1、E1、2、Ek2、E2.則則()Ar2r1B21CEk2Ek1DE2E1AD3(2017河南鄭州預測河南鄭州預測)(多選多選)
17、美國在美國在2016年年2月月11日宣布日宣布“探測到引力波的存探測到引力波的存在在”天文學通過觀測雙星軌道參數(shù)的變化來間接驗證引力波的存在，證實了天文學通過觀測雙星軌道參數(shù)的變化來間接驗證引力波的存在，證實了GW150 914是兩個黑洞并合的事件該事件中甲、乙兩個黑洞的質(zhì)量分別為太陽質(zhì)是兩個黑洞并合的事件該事件中甲、乙兩個黑洞的質(zhì)量分別為太陽質(zhì)量的量的36倍和倍和29倍，假設這兩個黑洞，繞它們連線上的某點做圓周運動，且兩個黑洞倍，假設這兩個黑洞，繞它們連線上的某點做圓周運動，且兩個黑洞的間距緩慢減小若該雙星系統(tǒng)在運動過程中，各自質(zhì)量不變且不受其他星系的影的間距緩慢減小若該雙星系統(tǒng)在運動過程中
18、，各自質(zhì)量不變且不受其他星系的影響，則關(guān)于這兩個黑洞的運動，下列說法正確的是響，則關(guān)于這兩個黑洞的運動，下列說法正確的是()A甲、乙兩個黑洞運行的線速度大小之比為甲、乙兩個黑洞運行的線速度大小之比為36：29B甲、乙兩個黑洞運行的角速度大小始終相等甲、乙兩個黑洞運行的角速度大小始終相等C隨著甲、乙兩個黑洞的間距緩慢減小，它們運行的周期也在減小隨著甲、乙兩個黑洞的間距緩慢減小，它們運行的周期也在減小D甲、乙兩個黑洞做圓周運動的向心加速度大小始終相等甲、乙兩個黑洞做圓周運動的向心加速度大小始終相等BC熱點題源預測熱點題源預測衛(wèi)星變軌問題衛(wèi)星變軌問題考向考向預測預測衛(wèi)星變軌問題是天體運動的經(jīng)典模型，
19、既考查變軌過程中各運動參量的衛(wèi)星變軌問題是天體運動的經(jīng)典模型，既考查變軌過程中各運動參量的判斷和分析，又能考查變軌過程中的功能分析，是考查學生綜合分析能判斷和分析，又能考查變軌過程中的功能分析，是考查學生綜合分析能力的重要題型，備受命題者青睞力的重要題型，備受命題者青睞解題解題關(guān)鍵關(guān)鍵(1)明確變軌原因：當衛(wèi)星由于某種原因速度突然改變時明確變軌原因：當衛(wèi)星由于某種原因速度突然改變時(開啟或關(guān)閉發(fā)動開啟或關(guān)閉發(fā)動機或空氣阻力作用機或空氣阻力作用)，萬有引力不再等于向心力，衛(wèi)星將變軌運行，萬有引力不再等于向心力，衛(wèi)星將變軌運行【預測【預測】 如圖甲所示，一質(zhì)量為如圖甲所示，一質(zhì)量為m的衛(wèi)的衛(wèi)星繞地
20、球在橢圓軌道星繞地球在橢圓軌道上運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)周期為上運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn)周期為T0，軌道，軌道上的近地點上的近地點A到地球球心的距離為到地球球心的距離為a，遠地點，遠地點C到地球球心的距離為到地球球心的距離為b，BD為橢為橢圓軌道的短軸，圓軌道的短軸，A、C兩點的曲率半徑均為兩點的曲率半徑均為ka(通過該點和曲線上緊鄰該點兩側(cè)的兩點通過該點和曲線上緊鄰該點兩側(cè)的兩點作一圓，在極限情況下，這個圓就叫做該點的曲率圓，如圖乙中的虛線圓，其半徑作一圓，在極限情況下，這個圓就叫做該點的曲率圓，如圖乙中的虛線圓，其半徑叫做該點的曲率半徑叫做該點的曲率半徑)若地球的質(zhì)量為若地球的質(zhì)量為M，引力常量為，引力常量為G.則則
21、()思維導航思維導航 規(guī)范答題規(guī)范答題答案答案 D【變式考法【變式考法】 (2017江西三校模擬江西三校模擬)發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道地圓軌道1，然后點火，使其沿橢圓軌道，然后點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道軌道3，軌道，軌道1、2相切于相切于Q點，軌道點，軌道2、3相切于相切于P點，如圖所示，則以下說法正確的點，如圖所示，則以下說法正確的是是()A要使衛(wèi)星由圓軌道要使衛(wèi)星由圓軌道1送入圓軌道送入圓軌道3，需要先在圓軌道，需要先在圓軌道1的的Q點點點火加速，再在橢圓軌道點火加速，再在橢圓軌道2的的P點點火減速點點火減速B衛(wèi)星在軌道衛(wèi)星在軌道3上的速率有可能大于在軌道上的速率有可能大于在軌道1上的速率上的速率C當衛(wèi)星在橢圓軌道當衛(wèi)星在橢圓軌道2上運行時，在上運行時，在Q點的速度一定大于點的速度一定大于7.9 km/s /s，而在，而在P P點的速度一定小于點的速度一定小于7.9 km/7.9 km/sD當衛(wèi)星在橢圓軌道當衛(wèi)星在橢圓軌道2上運行時，在上運行時，在Q點的機械能要大于在點的機械能要大于在P點的機械能點的機械能C適用對象：高中學生制作軟件：Powerpoint2003、 Photoshop cs3運行環(huán)境：WindowsXP以上操作系統(tǒng)
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