新高考物理二轮复习提分讲与练专题04 圆周运动、万有引力（培优讲义）（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考物理二轮复习提分讲与练专题04 圆周运动、万有引力（培优讲义）（2份，原卷版+解析版）试卷主要包含了圆周运动的运动学问题，匀速圆周运动的动力学问题，探究向心力大小与半径，天体“追及”问题的处理方法，开普勒行星运动定律，宇宙速度，卫星的变轨和对接问题，双星或多星模型等内容，欢迎下载使用。

◇考点 01 匀速圆周运动
一、圆周运动的运动学问题
1．描述圆周运动的物理量
2．匀速圆周运动
(1)定义：如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫作匀速圆周运动．
(2)特点：加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变速运动．
3．常见的传动方式及特点
二、匀速圆周运动的动力学问题
1．匀速圆周运动的向心力
(1)作用效果：向心力产生向心加速度，只改变速度的方向，不改变速度的大小．
(2)大小：Fn＝meq \f(v2,r)＝mrω2＝meq \f(4π2,T2)r＝mωv.
(3)方向：始终沿半径方向指向圆心，时刻在改变，即向心力是一个变力．
2．离心运动和近心运动
①当F＝0时，物体沿切线方向飞出，做匀速直线运动．
②当0v3，故有vA>v1>v3>vB.
(2)加速度：因为在A点，卫星只受到万有引力作用，故不论从轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ上经过A点，卫星的加速度都相同，同理，卫星在轨道Ⅱ或轨道Ⅲ上经过B点的加速度也相同．
(3)周期：设卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上的运行周期分别为T1、T2、T3，轨道半径分别为r1、r2(半长轴)、r3，由开普勒第三定律eq \f(r3,T2)＝k可知T1a3
定律
内容
图示或公式
开普勒第一定律(轨道定律)
所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上
开普勒第二定律(面积定律)
对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等
开普勒第三定律(周期定律)
所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等
eq \f(a3,T2)＝k，k是一个与行星无关的常量
第一宇宙速度
(环绕速度)
v1＝7.9 km/s，是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，也是人造地球卫星的最小发射速度
第二宇宙速度
(逃逸速度)
v2＝11.2 km/s，是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度
第三宇宙速度
v3＝16.7 km/s，是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度
常见的三星模型
①eq \f(Gm2,2R2)＋eq \f(GMm,R2)＝ma向
②eq \f(Gm2,L2)×cs 30°×2＝ma向
常见的四星模型
①eq \f(Gm2,L2)×cs 45°×2＋eq \f(Gm2,\r(2)L2)＝ma向
②eq \f(Gm2,L2)×cs 30°×2＋eq \f(GmM,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1( \f(L,\r(3)) ))2)＝ma向
方｜法｜提｜练
碰到传动装置，要搞清楚是哪一种模型，角速度相同，还是线速度大小相等。
匀速圆周运动的周期性会导致多解。
画受力图时，不要考虑向心力；处理受力图时，才思考哪些力提供向心力？
匀速圆周运动中二力不共线时，可以直接合成二力，也可以正交分解。
匀速圆周运动中二力以上不共线时，一般采用正交分解的方法。
正交分解时，必须沿半径和垂直于半径选轴，匀速圆周运动垂直于半径方向上受力平衡，沿半径方向上，合力提供向心力。
方｜法｜提｜练
画受力图时，不要考虑向心力；处理受力图时，才思考哪些力提供向心力？
变速圆周运动的一般位置处，合力不等于向心力。正交分解时，必须沿半径和垂直于半径选轴，垂直于半径方向上受力不平衡，合力用来改变速度的大小。沿半径方向上，合力提供向心力，用来改变速度的方向。
注意区分绳模型与杆模型。
方｜法｜提｜练
碰到重力与万有引力的关系问题，首先看是否考虑星球自转的影响。
若考虑星球自转的影响，则只考查两极与赤道处。
大部分题目不考虑星球自转的影响。
方｜法｜提｜练
此类问题也遵循开普勒第三定律。
对于估算问题，可以记住一些有用的结论。
碰到对比问题，要区分地面上的物体与卫星。
可以适当画示意图，以帮助理解。
方｜法｜提｜练
对于双星，列方程时要注意，万有引力中的距离不同于轨道的半径；轨道半径比为质量的反比；记住共同周期的表达式。
对于三星、四星，要画出受力图；找共同圆心的方法是：想成地面上的好几个小球找总重心。
方｜法｜提｜练
要借助于近心运动、离心运动的规律。
要借助于开普勒行星运动定律。
加速度看离中心天体的球心的距离。