2020届高三高考物理粤教版一轮复习ppt课件 第四章-第4讲万有引力定律及应用.pptx
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1、第四章曲线运动万有引力与航天第4讲万有引力定律及应用NEIRONGSUOYIN内容索引过好双基关研透命题点课时作业回扣基础知识 训练基础题目细研考纲和真题 分析突破命题点限时训练 练规范 练速度过好双基关一、开普勒三定律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,太阳处在_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相等椭圆椭圆面积开普勒第三定律(周期定律)所有行星的轨道的半长轴的跟它的公转周期的的比值都相等k,k是一个与行星无关的常量二次方三次方自测1(2016全国卷14)关于行星运动的规律,下列说法符合史实的是A
2、.开普勒在牛顿定律的基础上,导出了行星运动的规律B.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律C.开普勒总结出了行星运动的规律,找出了行星按照这些规律运动的原因D.开普勒总结出了行星运动的规律,发现了万有引力定律解析开普勒在天文观测数据的基础上总结出了行星运动的规律,但没有找出行星按照这些规律运动的原因,牛顿发现了万有引力定律.1.内容自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成,与它们之间距离r的二次方成.2.表达式FG,G为引力常量,G6.671011Nm2/kg2.3.适用条件(1)公式适用于间的相互作用,当两个物体间的距离
3、远大于物体本身的大小时,物体可视为质点.(2)质量分布均匀的球体可视为质点,r是间的距离.正比反比二、万有引力定律两球心质点4.天体运动问题分析(1)将天体或卫星的运动看成运动,其所需向心力由提供.(2)基本公式:匀速圆周万有引力自测2(2018四川省第二次“联测促改”)在距地面不同高度的太空有许多飞行器.其中“天舟一号”距地面高度约为393km,哈勃望远镜距地面高度约为612km,“张衡一号”距地面高度约为500km.若它们均可视为绕地球做圆周运动,则A.“天舟一号”的加速度大于“张衡一号”的加速度B.哈勃望远镜的线速度大于“张衡一号”的线速度C.“天舟一号”的周期大于哈勃望远镜的周期D.哈
4、勃望远镜的角速度大于“张衡一号”的角速度1.第一宇宙速度(1)第一宇宙速度又叫速度,其数值为km/s.(2)第一宇宙速度是人造卫星在附近环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度.(3)第一宇宙速度是人造卫星的最小速度,也是人造卫星的最大速度.(4)第一宇宙速度的计算方法.环绕7.9三、宇宙速度地面发射环绕2.第二宇宙速度使物体挣脱引力束缚的最小发射速度,其数值为km/s.3.第三宇宙速度使物体挣脱引力束缚的最小发射速度,其数值为km/s.地球11.216.7太阳自测3(多选)已知火星的质量约为地球质量的,火星的半径约为地球半径的.下列关于火星探测器的说法中正确的是A.发射速度只要大于第一宇宙速度即可
5、B.发射速度只有达到第三宇宙速度才可以C.发射速度应大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度D.火星探测器环绕火星运行的最大速度为地球第一宇宙速度的解析根据三个宇宙速度的定义,可知选项A、B错误,选项C正确;研透命题点1.行星绕太阳的运动通常按圆轨道处理.2.开普勒行星运动定律也适用于其他天体,例如月球、卫星绕地球的运动.3.开普勒第三定律k中,k值只与中心天体的质量有关,不同的中心天体k值不同.但该定律只能用在同一中心天体的两星体之间.命题点一开普勒三定律的理解和应用例1(多选)(2017全国卷19)如图1,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期
6、为T0,若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中A.从P到M所用的时间等于B.从Q到N阶段,机械能逐渐变大C.从P到Q阶段,速率逐渐变小D.从M到N阶段,万有引力对它先做负功后做正功图1变式1火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知A.太阳位于木星运行轨道的中心B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积变式2如图2所示,一颗卫星绕地球沿椭圆轨道运动,A、B是卫星运动的远地点和近地点.下列说法中正确的是A.卫星
7、在A点的角速度大于B点的角速度B.卫星在A点的加速度小于B点的加速度C.卫星由A运动到B过程中动能减小,势能增加D.卫星由A运动到B过程中引力做正功,机械能增大图21.万有引力与重力的关系地球对物体的万有引力F表现为两个效果:一是重力mg,二是提供物体随地球自转的向心力F向.命题点二万有引力定律的理解(1)在赤道上:Gmg1m2R.(2)在两极上:Gmg0.(3)在一般位置:万有引力G等于重力mg与向心力F向的矢量和.越靠近南、北两极,g值越大,由于物体随地球自转所需的向心力较小,常认为万有引力近似等于重力,即mg.2.星球上空的重力加速度g3.万有引力的“两点理解”和“两个推论”(1)两点理
8、解两物体相互作用的万有引力是一对作用力和反作用力.地球上的物体(两极除外)受到的重力只是万有引力的一个分力.(2)两个推论推论1:在匀质球壳的空腔内任意位置处,质点受到球壳的万有引力的合力为零,即F引0.推论2:在匀质球体内部距离球心r处的质点(m)受到的万有引力等于球体内半径为r的同心球体(M)对其的万有引力,即FG.例2若地球半径为R,把地球看做质量分布均匀的球体.“蛟龙”号下潜深度为d,“天宫一号”轨道距离地面高度为h,“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的重力加速度之比为变式3(2019广东省东莞市调研)“神舟十一号”飞船于2016年10月17日发射,对接“天宫二号”.若飞船质量为m,
9、距地面高度为h,地球质量为M,半径为R,引力常量为G,则飞船所在处的重力加速度大小为天体质量和密度常用的估算方法命题点三天体质量和密度的估算使用方法已知量利用公式表达式备注质量的计算利用运行天体r、T只能得到中心天体的质量r、vv、T质量的计算利用天体表面重力加速度g、R密度的计算利用运行天体r、T、R利用近地卫星只需测出其运行周期利用天体表面重力加速度g、R例3(2018全国卷16)2018年2月,我国500m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J03180253”,其自转周期T5.19ms.假设星体为质量均匀分布的球体,已知万有引力常量为6.671011Nm2/kg2.以周期T稳定自转的
10、星体的密度最小值约为A.5109kg/m3B.51012kg/m3C.51015kg/m3D.51018kg/m3变式4(多选)(2018广东省汕头市第二次模拟)“嫦娥三号”在月球表面释放出“玉兔”号月球车开展探测工作,若该月球车在地球表面的重力为G1,在月球表面的重力为G2,已知地球半径为R1,月球半径为R2,则变式5(多选)(2018山东省青岛市二模)利用探测器探测某行星,探测器在距行星表面高度为h1的轨道上做匀速圆周运动时,测得周期为T1;探测器在距行星表面高度为h2的轨道上做匀速圆周运动时,测得周期为T2,万有引力常量为G,根据以上信息可求出A.该行星的质量B.该行星的密度C.该行星的
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