《（人教通用版）2020高考物理 第4章 第4讲 万有引力定律及其应用课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（人教通用版）2020高考物理 第4章 第4讲 万有引力定律及其应用课件（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、曲线运动 万有引力与航天,第 四 章,第4讲 万有引力定律及其应用,知识梳理自测,知识点1,开普勒三定律,椭圆,焦点,扫过的面积,公转周期的二次方,知识点2,万有引力定律,6.671011Nm2/kg2,知识点3,人造卫星,匀速圆周,知识点4,宇宙速度,7.9,11.2,3第三宇宙速度 在地面上发射物体，使之能够脱离太阳的引力范围，飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小发射速度，其大小为v3_km/s。,16.7,思考： 发射卫星，要有足够大的速度才行，请思考： (1)不同星球的第一宇宙速度是否相同？如何计算第一宇宙速度？ (2)把卫星发射到更高的轨道上需要的发射速度越大还是越小？,思维诊断：
2、(1)当两物体间的距离趋近于0时，万有引力趋近于无穷大。( ) (2)牛顿根据前人的研究成果得出了万有引力定律，并测量得出了万有引力常量。( ) (3)人造地球卫星绕地球运动，其轨道平面一定过地心。( ) (4)在地球上，若汽车的速度达到7.9km/s，则汽车将飞离地面。( ) (5)“嫦娥三号”探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则周期较小的轨道半径一定较小。( ),1关于万有引力定律，下列说法正确的是( ) A牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值 B万有引力定律只适用于天体之间 C万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律 D地球绕太阳在
3、椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是相同的 解析 牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测定了引力常量的数值，万有引力定律适用于任何物体之间，万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律，A、B错误C正确；地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是不相同的，D错误。,C,2(2018四川攀枝花一诊)我国自行研制的“北斗卫星导航系统”空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，可提供高精度的定位、导航和授时服务。静止轨道卫星工作在距地面高度约为5.6倍地球半径的地球同步轨道上。已知月球绕地球公转的周期约为27天，可知月球绕地球公转的轨道半径约
4、为地球半径的( ) A50倍 B60倍 C150倍 D180倍,B,3下列说法正确的是( ) A第一宇宙速度是人造卫星环绕地球运动的速度 B第一宇宙速度是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度 C如果有需要，地球同步卫星可以定点在地球上空的任何一点 D地球同步卫星的轨道可以是圆形也可以是椭圆形 解析 第一宇宙速度是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，而人造卫星环绕地球运动的速度随着轨道半径的增大而减小，故A错误，B正确；地球同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上的圆形轨道，其运行周期与地球自转周期相等，故C、D错误。,B,核心考点突破,中心天体质量和密度的估算
5、,考点一,例 1,B,解题导思：(1)若考虑地球自转，万有引力与重力的关系是什么？ (2)若考虑地球自转，万有引力与重力在赤道上和南北两极位置的关系式是什么？,规律总结： 万有引力与重力的关系 地球对物体的万有引力F有两个效果：一是重力mg，二是提供物体随地球自转的向心力F向，如图所示。,类题演练 1 ,BC,人造卫星问题,考点二,(2018陕西宝鸡三模)(多选)轨道平面与赤道平面夹角为90的人造地球卫星被称为极地轨道卫星，它运行时能到达南北极的上空，需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星等都采用这种轨道。如图所示，若某颗极地轨道卫星从北纬45的正上方按图示方向首次运行到南纬45的
6、正上方用时45分钟，则( ) A该卫星的运行速度一定小于7.9km/s B该卫星绕地球运行的周期与地球同步卫星的周期之比为14 C该卫星的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径之比为14 D该卫星的加速度与地球同步卫星的加速度之比为21,例 2,AC,(2018河南郑州一模)(多选)我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。如图所示为“墨子号”卫星在距离地球表面500km高的轨道上实现两地通信的示意图。若已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是( ) A工作时，两地发射和接收信号的雷达方向一直是固定的 B卫星绕地球做
7、匀速圆周运动的速度小于7.9km/s C可以估算出“墨子号”卫星所受到的万有引力大小 D可以估算出地球的平均密度,类题演练 2 ,BD,阶段培优微专题,多星运动模型 (一)双星模型 绕公共圆心转动的两个星体组成的系统，我们称之为双星系统，如图所示，双星系统模型有以下特点：,(2018吉林长春一模)如图所示，某双星系统的两星A和B各自绕其连线上的O点做匀速圆周运动，已知A星和B星的质量分别为m1和m2，相距为d。下列说法正确的是( ),例 5,D,特别提醒： 在研究卫星绕地球运行时，卫星到地球中心间距与卫星的轨道半径是相等的，但在双星问题中，双星间距与轨道半径是不同的，双星的轨道半径与星球的质量
8、成反比，即m1r1m2r2。,(2018安徽安师大附中月考)(多选)宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量也相同。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星做圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示。设这三个星体的质量均为m，且两种系统中各星间的距离已在图中标出，引力常量为G，则下列说法中正确的是( ),例 4,2年高考模拟,1(2018全国卷，20)(多选)2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复
9、原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星( ) A质量之积 B质量之和 C速率之和 D各自的自转角速度,BC,2(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稳定自转的星体的密度最小值约为( ) A5109kg/m3 B51012kg/m3 C510
10、15kg/m3 D51018kg/m3,C,3(2018全国卷，15)为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为( ) A21 B41 C81 D161,C,4(2018北京卷，17)若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证( ) A地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602 B月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602 C自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6 D苹果在月球表面受到的引力约为在
11、地球表面的1/60,B,5(2018天津卷，6)(多选)2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面处的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的( ) A密度 B向心力的大小 C离地高度 D线速度的大小,CD,6(2018江苏卷，1)我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是( ) A周期 B角速度 C线速度 D向心加速度,A,
