7.7 章末综合复习（学生版+教师版）2024-2025学年高一物理培优辅导讲义（人教版2019必修第二册）

中小学教育资源及组卷应用平台 第7.7节 章末综合复习 一、万有引力定律的应用 例1 (2024·全国甲卷，3)2024年5月，嫦娥六号探测器发射成功，开启了人类首次从月球背面采样返回之旅。将采得的样品带回地球，飞行器需经过月面起飞、环月飞行、月地转移等过程。月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的。下列说法正确的是(　　) A.在环月飞行时，样品所受合力为零 B.若将样品放置在月球正面，它对月球表面压力等于零 C.样品在不同过程中受到的引力不同，所以质量也不同 D.样品放置在月球背面时对月球的压力，比放置在地球表面时对地球的压力小 【答案】D 【详解】在环月飞行时，样品所受的合力提供向心力，所受合力不为零，A错误；若将样品放置在月球正面，根据牛顿第三定律可知，它对月球表面的压力等于月球对它的支持力，根据力的平衡条件可知，月球对它的支持力等于它在月球上的重力，不为零，故它对月球表面的压力不为零，B错误；质量是物体的固有属性，不会随受到的引力的变化而变化，C错误；由于月球表面重力加速度较地球表面的小，则样品在月球表面所受重力较在地球表面的小，结合B项分析可知，样品放置在月球背面时对月球的压力较其放在地球表面时对地球的压力小，D正确。 训练1某天文爱好者在地球赤道上观察一颗在地球赤道平面内绕地球做圆周运动卫星的运动规律，已知该卫星绕行方向与地球自转方向相同，该天文爱好者观察到该卫星间隔t时间经过其正上方一次，已知地球的半径为R，地球自转角速度为，地球赤道表面的重力加速度为g，天文爱好者的质量为m，求： (1)天文爱好者受到地球的引力大小； (2)卫星做圆周运动的周期。 【答案】(1) (2)时；时 【详解】（1）天文爱好者在赤道上随地球自转时做匀速圆周运动，向心力与重力G是引力的两个分力，可得 ， 由于、G及同方向，所以 （2）设卫星转动的角速度为，若卫星的角速度大于地球自转的角速度，根据题意有 解得 由，解得 若卫星离地高度高，角速度小于地球自转的角速度，则 解得 由，解得 训练2空间站绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示，太阳光可看作平行光，航天员在A点测出地球的张角为α=60°，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，不考虑地球公转的影响.最后结果用g、R表示，求： (1)空间站的线速度多大？ (2)空间站绕地球一周经历“日全食”的时间多大？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由 解得 又 解得 （2）由 得 由 可得 即 例2 (2024·浙江1月选考)如图所示，2023年12月9日“朱雀二号”运载火箭顺利将“鸿鹄卫星”等三颗卫星送入距离地面约500 km的轨道。取地球质量6.0×1024 kg，地球半径6.4×103 km，引力常量6.67×10－11 N·m2/kg2。下列说法正确的是(　　) A.火箭的推力是空气施加的 B.卫星的向心加速度大小约8.4 m/s2 C.卫星运行的周期约12 h D.发射升空初始阶段，装在火箭上部的卫星处于失重状态 【答案】B 【详解】根据反冲现象的原理可知，火箭向后喷射燃气的同时，燃气会给火箭施加反作用力，即推力，故A错误；根据万有引力定律和牛顿第二定律可知卫星的向心加速度大小为a＝＝≈8.4 m/s2，故B正确；由G＝m·(R＋h)得卫星运行的周期为T＝2π≈1.6 h，故C错误；发射升空初始阶段，火箭加速度方向向上，装在火箭上部的卫星处于超重状态，故D错误。 训练1 2024年8月6日，千帆星座首批18颗商业组网卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。若其中一颗卫星离地高度为，该卫星运行轨迹与赤道共面。已知地球半径为，自转周期为（一天），地球表面重力加速度大小为，引力常量为，不计地球自转对地球表面重力加速度的影响。求： (1)地球的质量； (2)一天内该卫星绕地球运行的圈数； (3)该卫星离地球同步卫星 ... ...