《2018版高考物理大一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 基础课4 万有引力与航天课件 粤教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高考物理大一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 基础课4 万有引力与航天课件 粤教版（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基础课础课 4 万有引力与航天 知识识点一 万有引力定律及其应应用 1 内容 宇宙间间的一切物体都是相互吸引的 两个物体间间引力 的方向在它们们的连线连线 上 引力的大小跟它们们的质质量的乘积积 跟它们们之间间距离的二次方 2 表达式 F G为为引力常量 G 6 67 10 11 N m2 kg2 成正比成反比 3 适用条件 1 公式适用于 间间的相互作用 当两个物体间间的距离 远远远远 大于物体本身的大小时时 物体可视为质视为质 点 2 质质量分布均匀的球体可视为质视为质 点 r是 的距离 质质点 两球心间间 知识识点二 环绕环绕 速度 1 第一宇宙速度又叫 其数值为值为 km s 2 第一
2、宇宙速度是人造地球卫卫星在 绕绕地球做匀速 圆圆周运动时动时 具有的速度 3 第一宇宙速度是人造卫卫星的 速度 也是人造 地球卫卫星的 速度 环绕环绕 速度 地面附近 最大环绕环绕 最小发发射 7 9 知识识点三 第二宇宙速度和第三宇宙速度 11 2 地球 16 7 太阳 名称大小意义 第二宇宙速度 逃逸速度 km s 使物体挣脱 的引 力束缚 离开地球的最小 发射速度 第三宇宙速度 km s 使物体挣脱 的引力 束缚 飞到太阳系外的 最小发射速度 知识识点四 经经典时时空观观和相对论时对论时 空观观 1 经经典时时空观观 1 在经经典力学中 物体的质质量是不随 而改变变的 2 在经经典力学中
3、 同一物理过过程发发生的位移和对应时间对应时间 的 测测量结结果在不同的参考系中是 的 运动动状态态 相同 不同 增大 3 狭义义相对论对论 的两条基本假设设 1 相对对性原理 在不同的惯惯性参考系中 一切物理规规律都是 的 2 光速不变变原理 不管在哪个惯惯性系中 测测得的真空中的光 速都是 的 不同 不变变 思考判断 1 两物体间的距离趋近于0时 万有引力趋近于无穷大 2 行星在椭圆轨道上运行速率是变化的 离太阳越远 运行速率 越小 3 近地卫星距离地球最近 环绕速度最小 4 人造地球卫星绕地球运动 其轨道平面一定过地心 5 地球同步卫星根据需要可以定点在北方正上空 6 极地卫星通过地球两
4、极 且始终和地球某一经线平面重合 7 发射火星探测器的速度必须大于11 2 km s 8 牛顿运动定律可以解决自然界中的所有问题 9 狭义相对论认为在不同惯性参考系中真空中的光速不变 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 万有引力定律的理解及应应用 1 万有引力与重力的关系 地球对对物体的万有引力F表现为现为 两个效果 一是重力mg 二 是提供物体随地球自转转的向心力F向 如图图1所示 图图1 1 物理学史 多选 第谷 开普勒等人对对行星运动动的研究漫长长 而曲折 牛顿顿在他们们研究的基础础上 得出了科学史上最伟伟大 的定律之一 万有引力定律 下列有关万有引力定律的说说 法中正确的是 A
5、开普勒通过过研究观测记录发现观测记录发现 行星绕绕太阳运行的轨轨道 是椭圆椭圆 B 太阳与行星之间间引力的规规律并不适用于行星与它的卫卫星 C 库仑库仑 利用实验较为实验较为 准确地测测出了引力常量G的数值值 D 牛顿顿在发现发现 万有引力定律的过过程中应应用了牛顿顿第三定律 的知识识 解析 开普勒通过过研究观测记录发现观测记录发现 行星绕绕太阳运行的轨轨道 是椭圆椭圆 太阳与行星之间间引力的规规律既适用于其他行星 也适 用于行星与它的卫卫星 选项选项 A正确 B错误错误 引力常量G的数 值值是卡文迪许测许测 出的 选项选项 C错误错误 牛顿顿在发现发现 万有引力定律 的过过程中应应用了牛顿顿
6、第三定律的知识识 选项选项 D正确 答案 AD 2 万有引力定律的应应用 多选 如图图2所示 三颗质颗质 量均为为m 的地球同步卫卫星等间间隔分布在半径为为r的圆轨圆轨 道上 设设地球 质质量为为M 半径为为R 下列说说法正确的是 图图2 答案 BC 3 重力加速度的计计算 宇航员员王亚亚平在 天宫宫1号 飞飞船内进进 行了我国首次太空授课课 演示了一些完全失重状态态下的物理 现现象 若飞飞船质质量为为m 距地面高度为为h 地球质质量为为M 半径为为R 引力常量为为G 则飞则飞 船所在处处的重力加速度大小 为为 答案 B 中心天体质质量和密度的估算 中心天体质质量和密度常用的估算方法 1 中心
7、天体质质量的计计算 2016 海南单单科 7 多选 通过观测过观测 冥王星的卫卫星 可以推算出冥王星的质质量 假设卫设卫 星绕绕冥王 星做匀速圆圆周运动动 除了引力常量外 至少还还需要两个物理 量才能计计算出冥王星的质质量 这这两个物理量可以是 A 卫卫星的速度和角速度 B 卫卫星的质质量和轨轨道半径 C 卫卫星的质质量和角速度 D 卫卫星的运行周期和轨轨道半径 答案 AD 2 中心天体密度的估算 近年来 人类发类发 射了多枚火星探测测器 对对火星进进行科学探究 为为将来人类类登上火星 开发发和利用 火星资资源奠定了坚实坚实 的基础础 如果火星探测测器环绕环绕 火星做 近地 匀速圆圆周运动动
8、并测测得该该探测测器运动动的周期为为T 则则火星的平均密度 的表达式为为 k是一个常数 答案 D 方法技巧 卫卫星的运动规动规 律 2 卫卫星的轨轨道 1 赤道轨轨道 卫卫星的轨轨道在赤道平面内 同步卫卫星就是其 中的一种 2 极地轨轨道 卫卫星的轨轨道过过南北两极 即在垂直于赤道的 平面内 如极地气象卫卫星 3 其他轨轨道 除以上两种轨轨道外的卫卫星轨轨道 且轨轨道平面 一定通过过地球的球心 3 同步卫卫星的六个 一定 典例 2016年10月17日 我国利用长长征二号FY11运载载火 箭成功将 神舟十一号 载载人飞飞船送入离地面高度约为约为 393 km的轨轨道 已知地球半径约为约为 6 4
9、00 km 若将 神舟十一号 飞飞船的运行轨轨道视为圆轨视为圆轨 道 则则与地球同步卫卫星相比 神舟十一号 飞飞船的 A 周期大 B 角速度小 C 线线速度大 D 向心加速度小 答案 C 方法技巧 1 近地卫卫星 若取地球的第一宇宙速度为为8 km s 某行星的 质质量是地球质质量的6倍 半径是地球的1 5倍 这颗这颗 行星的 第一宇宙速度 约为约为 A 2 km s B 4 km s C 16 km s D 32 km s 答案 C 2 同步卫卫星 多选 研究表明 地球自转转在逐渐变渐变 慢 3亿亿年 前地球自转转的周期约为约为 22小时时 假设这设这 种趋势趋势 会持续续下去 地球的其他条
10、件都不变变 未来人类发类发 射的地球同步卫卫星与 现现在的相比 A 距地面的高度变变小 B 向心加速度变变小 C 线线速度变变小 D 角速度变变小 答案 BCD 3 极地轨轨道卫卫星 2016 河南郑郑州一中开学考试试 如图图3所示 某极地卫卫星的运行轨轨道平面通过过地球的南北两极 轨轨道可视视 为圆轨为圆轨 道 若已知该卫该卫 星从地球上北纬纬30 的正上方 按图图 示方向第一次运行至南纬纬60 正上方时时所用时间为时间为 t 地球半 径为为R 地球可看作均匀球体 地球表面的重力加速度为为g 引力常量为为G 由以上条件无法求出的物理量是 图图3 A 卫卫星运动动的周期 B 卫卫星所受的向心力
11、 C 地球的质质量 D 卫卫星距离地面的高度 答案 B 双星模型 双星模型 1 定义义 绕绕公共圆圆心转动转动 的两个星体组组成的系统统 我们们称之 为为双星系统统 如图图4所示 图图4 图图5 A 质质量之比mA mB 2 1 B 角速度之比 A B 1 2 C 线线速度大小之比vA vB 2 1 D 向心力大小之比FA FB 2 1 解析 双星绕连线绕连线 上的一点做匀速圆圆周运动动 其角速度相同 周期相同 两者之间间的万有引力提供向心力 F mA 2rA mB 2rB 所以mA mB 2 1 选项选项 A正确 B D错误错误 由v r可知 线线速度大小之比vA vB 1 2 选项选项 C
12、错误错误 答案 A 1 2016 全国卷 14 关于行星运动动的规规律 下列说说法符合 史实实的是 A 开普勒在牛顿顿定律的基础础上 导导出了行星运动动的规规律 B 开普勒在天文观测观测 数据的基础础上 总结总结 出了行星运动动的 规规律 C 开普勒总结总结 出了行星运动动的规规律 找出了行星按照这这些 规规律运动动的原因 D 开普勒总结总结 出了行星运动动的规规律 发现发现 了万有引力定律 解析 在天文观测观测 数据的基础础上总结总结 出了开普勒天体运动动三定 律 找出了行星运动动的规规律 而牛顿发现顿发现 了万有引力定律 答案 B 2 2014 全国卷 18 假设设地球可视为质视为质 量均
13、匀分布的球体 已知地球表面重力加速度在两极的大小为为g0 在赤道的大 小为为g 地球自转转的周期为为T 引力常量为为G 地球的密度为为 答案 B 3 2016 全国卷 17 利用三颗颗位置适当的地球同步卫卫星 可使地球赤道上任意两点之间间保持无线电线电 通讯讯 目前地球同 步卫卫星的轨轨道半径约为约为 地球半径的6 6倍 假设设地球的自转转 周期变变小 若仍仅仅用三颗颗同步卫卫星来实现实现 上述目的 则则地 球自转转周期的最小值约为值约为 A 1 h B 4 h C 8 h D 16 h 答案 B 图图6 A S1的质质量比S2的大 B P1的质质量比P2的大 C P1的第一宇宙速度比P2的小 D P1的平均密度比P2的大 答案 B
