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2009 年安徽省学业水平测试物理复习导学年安徽省学业水平测试物理复习导学 必修 第六章 万有引力与航天 知识点 1 行星的运动 考试水平要求 知道大行星的轨道与圆十分接近 在中学阶段 可以认为太阳位于 行星轨道的圆心 行星绕太阳做匀速圆周运动 A 知识点导学 开普勒第一定律 所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕 太阳运动 太阳是在这些椭圆的一个焦点上 开普勒第二定律 对任意一个行星来说 它与太阳的连线在相等 时间内扫过相等的面积 开普勒第三定律 所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与公转 周期的二次方的比值都相等 第一定律画椭圆 第二定律限面积 周期半径归第三 天上从此 再不乱 练习 1 古代人们把天体的运动看得都很神圣 认为天体的运动必然 是完美 和谐的 运动 后来 仔细研究了第谷的观测 资料 经过 4 年的刻苦计算 最后终于发现 所有的行星绕太阳运动 的轨道都是 太阳处在 位置上 所有行星轨道的 跟 的比值都相等 练习 2 关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是 A 所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B 行星绕太阳运动时 太阳位于行星轨道的中心处 C 离太阳越近的行星运动周期越长 D 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值 都相等 知识点 2 太阳与行星间的引力 考试水平要求 知道太阳与行星间的引力满足关系式 F GMm r2 方向沿着二者 的连线 A 知道 G 是一个比例系数 与太阳 行星都没有关系 A 知识点导学 太阳与行星间的引力 F GMm r2 方向沿着二者的连线 G 是一个 比例系数 与太阳 行星都没有关系 练习 3 下列关于行星对太阳的引力的说法中正确的是 A 行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力 B 行星对太阳的引力与太阳的质量成正比 与行星的质量无关 C 太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力 D 行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比 与行星距太阳的 距离成反比 练习 4 苹果落向地球 而不是地球向上运动碰到苹果 发生这个现 象的原因是 A 由于苹果质量小 对地球的引力小 而地球质量大 对苹果引 力大造成的 B 由于地球对苹果有引力 而苹果对地球没有引力造成的 C 苹果与地球间的相互作用力是相等的 由于地球质量极大 不 可能产生明显加速度 D 以上说法都不对 知识点 3 万有引力定律 考试水平要求 能正确表述万有引力定律 知道其数学关系式 F Gm1m2 r2 其 中 G 叫做引力常量 A 知道引力常量 G 是自然界中最重要的物理量之一 知道它是如何 被测量的 以及被精确测量的意义 A 能利用万有引力定律进行简单的计算 B 知识点导学 内容 自然界中任何两个物体都是相互吸引的 引力的大小跟这 两个物体的质量的乘积成正比 跟它们的距离的二次方成反比 公式 如果用 m1 和 m2 表示两个物体的质量 用 r 表示它们的 距离 那么万有引力定律可以用下面的公式来表示 F Gm1m2 r2 对于相距很远因而可以看作质点的物体 公式中的 r 就是指两个 质点间的距离 对均匀的球体 可以看成是质量集中于球心上的质点 这是一种 等效的简化处理方法 1798 年 英国物理学家卡文迪许 第一次在实验室里比较准确 地测出了万有引力常量 G 的数值为 6 67 10 11Nm2 kg2 练习 5 对于万有引力定律的数学表达式 F Gm1m2 r2 下列说法正 确的是 C A 公式中 G 为引力常数 是人为规定的 B r 趋近于零时 万有引力趋近于无穷大 C m1 m2 受到的万有引力总是大小相等的 与 m1 m2 是否相 等无关 D m1 m2 受到的万有引力总是大小相等方向相反 是一对平衡 力 练习 6 关于引力常量 G 下列说法正确的是 AC A 在国际单位制中 G 在数值上等于两个质量都为 1kg 的物体相 距 1m 时的相互作用力 B 牛顿发现万有引力定律时 给出了引力常量的值 C 引力常量 G 的测出 证明了万有引力的存在 D G 是一个没有单位的比例常数 它的数值是人为规定的 练习 7 火星的半径是地球半径的一半 火星的质量约为地球质量的 1 9 那么地球表面 50 kg 的物体受到地球的吸引力约是火星表面同质 量的物体受到火星吸引力的 2 25 倍 知识点 4 万有引力理论的成就 考试水平要求 能推导出表达式 M gR2 G 其中 M 是地球的质量 R 是地球半径 B 知道海王星和冥王星是先通过理论计算 后经过观察发现的 是 证明万有引力定律正确性的重要依据 A 知识点导学 在地球表面 不考虑 忽略 地球自转的影响 物体的重力近似 等于重力 mg GMm R2 可得地球质量 M gR2 G 建立模型求中心天体质量 围绕天体做圆周运动的向心力为中心天体对围绕天体的万有引力 通过围绕天体的运动半径和周期求中心天体的质量 海王星是在 年 月 日发现的 发现过程是 发现 的实际运动轨道与 的轨道总有一些偏差 根 据观察到的偏差数据和万有引力定律计算出 并预测 可能出现的时刻和位置 在预测的时间去观察预测的位置 海 王 星 与 冥 王 星 发 现 的 重 要 意 义 在 于 练习 8 下面说法正确的是 A 海王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的 B 天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的 C 天王星的运动轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道 其 原因是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作用 D 冥王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的 练习 9 若已知行星绕太阳公转的半径为 r 公转的周期为 T 万有引 力常量为 G 则由此可求出 A 行星的质量 B 太阳的质量 C 行星的密度 D 太阳的密度 知识点 5 宇宙航行 考试水平要求 知道第一宇宙速度的物理意义和大致数量级 即 7 9km s A 知道第二宇宙速度和第三宇宙速度的物理意义 A 知识点导学 第一宇宙速度 7 9km s 这是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有 的速度 叫第一宇宙速度 第二宇宙速度 在地面附近发射飞行器 如果发射速度满足7 9km s v 11 2km s 它将以椭圆轨道绕地球运行 当 v 11 2km s 时 卫星就会克服地球 引力 永远离开地球 把 11 2km s 叫做第二宇宙速度 第三宇宙速度 达第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力 在地面附近发射一个物 体 若发射速度等于或大于 16 7km s 物体就会挣脱太阳的引力 飞 到太阳系以外 把 16 7km s 叫做第三宇宙速度 练习 10 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动 其速度是下列的 A 一定等于 7 9km s B 等于或小于 7 9km s C 一定大于 7 9km s D 介于 7 9 11 2km s 之间 练习 11 人造卫星以地心为圆心 做匀速圆周运动 下列说法正确 的是 A 半径越大 速度越小 周期越小 B 半径越大 速度越小 周期越大 C 所有卫星的速度均是相同的 与半径无关 D 所有卫星的角速度均是相同的 与半径无关 练习 12 在地球 看做质量均匀分布的球体 上空有许多同步卫星 下列说法中正确的是 A 它们的质量可能不同 B 它们的速率可能不同 C 它们的向心加速度大小可能不同 D 它们离地心的距离可能不同 知识点 6 经典力学的局限性 考试水平要求 知道经典力学一般是指以牛顿运动定律和万有引力定律为基础 的牛顿力学 A 知道经典力学不适用于高速 微观粒子和强引力情况 A 知识点导学 经典力学有它的适用范围 只适用于低速运动 不适用于高速运 动 只适用于宏观世界 不适用于微观世界 只适用于弱引力情况 不适用于强引力情况 对于高速运动 速度接近真空中的光速 需要应用爱因斯坦的 相对论 当物体的运动速度远小于真空中的光速时 相对论物理学与 经典物理学的结论没有区别 对于微观世界 需要应用量子力学 当普朗克常数可以忽略不计 时 量子力学和经典力学的结论没有区别 对于强引力情况 需要应用爱因斯坦引力理论 当天体的实际半 径远大于它们的引力半径时 爱因斯坦引力理论