高考物理（山东专用）一轮复习专题五万有引力与宇宙航行训练课件

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6. (2023北京,20,12分)螺旋星系中有大量的恒星和星际物质,主要分布在半径为R的球体内,球体外仅有极少的恒星。球体内物质总质量为M,可认为均匀分布。球体内 外的所有恒星都绕星系中心做匀速圆周运动,恒星到星系中心的距离为r,引力常量为 G。(1)求r>R区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小v与r的关系。(2)根据电荷均匀分布的球壳内试探电荷所受库仑力的合力为零,利用库仑力与万有引 力的表达式的相似性和相关力学知识,求r≤R区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小 v与r的关系。(3)科学家根据实测数据,得到此螺旋星系中不同位置的恒星做匀速圆周运动的速度大
7. (2022江苏,14,13分)在轨空间站中物体处于完全失重状态,对空间站的影响可忽略。空间站上操控货物的机械臂可简化为两根相连的等长轻质臂杆,每根臂杆长 为L。如题图1所示,机械臂一端固定在空间站上的O点,另一端抓住质量为m的货物。 在机械臂的操控下,货物先绕O点做半径为2L、角速度为ω的匀速圆周运动,运动到A 点停下。然后在机械臂操控下,货物从A点由静止开始做匀加速直线运动,经时间t到达 B点,A、B间的距离为L。(1)求货物做匀速圆周运动时受到的向心力大小Fn;(2)求货物运动到B点时机械臂对其做功的瞬时功率P;(3)在机械臂作用下,货物、空间站和地球的位置如题图2所示,它们在同一直线上。货
物与空间站同步做匀速圆周运动。已知空间站轨道半径为r,货物与空间站中心的距 离为d,忽略空间站对货物的引力,求货物所受的机械臂作用力与所受的地球引力之比 F1∶F2。   
考点二　人造卫星　宇宙速度