届高考物理第一轮复习指导课件曲线运动万有引力定律3

第四章曲线运动万有引力定律第四讲万有引力与航天考纲展示1.万有引力定律及其应用(Ⅱ)2.环绕速度(Ⅱ)3.第二宇宙速度和第三宇宙速度(Ⅰ)4.经典时空观和相对论时空观(Ⅰ)复习目标1.了解开普勒行星运动规律．Zxxk2.掌握万有引力定律内容、计算公式及适用条件，并会应用万有引力定律计算天体的质量、星球表面的重力加速度等．Zxxk3.掌握人造卫星的运行规律，会计算第一宇宙速度．了解第二、三宇宙速度.知识点一开普勒行星运行定律1．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椭圆，太阳处在

的一个焦点上．2．开普勒第二定律(面积定律)：对任意一个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间内 ．椭圆扫过的面积相等三次方

二次方

1．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．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C．离太阳越近的行星运动周期越大D．行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处解析：所有行星都沿不同的椭圆轨道绕太阳运动，太阳位于椭圆轨道的一个公共焦点上，故A、D均错误；由开普勒第三定律知，所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，而且半长轴越大，行星运行周期越大，B对，C错．答案：B知识点二万有引力定律1．内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与

成正比，与它们之间_________________成反比．2．公式：

，其中G＝

N·m2/kg2，叫引力常量．6.67×10－11物体的质量m1和m2的乘积距离r的二次方3．适用条件：两个

的相互作用．(1)质量分布均匀的球体间的相互作用，也可用本定律来计算，其中r为 ．(2)一个质量分布均匀的球体和球外一个质点之间的万有引力也适用，其中r为 ．质点之间两球心间的距离质点对球心间的距离2．天体质量和密度的计算(1)估算中心天体的质量①从环绕天体出发：通过观测环绕天体运动的周期T和轨道半径r，就可以求出中心天体的质量M.②从中心天体本身出发：只要知道中心天体表面的重力加速度g和半径R，就可以求出中心天体的质量M.2.如图所示，是美国的“卡西尼”号探测器经过长达7年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道．若“卡西尼”号探测器在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t，已知万有引力常量为G，则下列关于土星质量M和平均密度ρ的表达式正确的是()答案：D

知识点三三种宇宙速度宇宙速度数值(km/s)意义第一宇宙速度(环绕速度)7.9是人造地球卫星的最小发射速度，也是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度．第二宇宙速度(脱离速度)11.2使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度．第三宇宙速度(逃逸速度)16.7使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.4．极地浇卫星传和近饰地卫役星(1隶)极地嗓卫星曾运行挺时每平圈都丛经过际南北幸两极依，由狗于地渐球自争转，斯极地馋卫星剩可以盾实现袜全球呜覆盖开．(2啄)近地嚷卫星皮是在陷地球怀表面状附近堤环绕皱地球理做匀驼速圆估周运锅动的聚卫星蚊，其霉运行局的轨矿道半妹径可保近似陵认为拉等于为地球懒的半框径，腾其运篮行线桥速度必约为7.萄9宾km源/s遣.Zx超x巷k(3猜)两种椒卫星见的轨络道平饱面一泻定通眨过地倍球的时球心吨．3．20疲12年6月24日，“神舟挑九号”飞船听和“天宫守一号”目标情飞行微器，魂在距兰离地胜面高壳度34见3公里投的轨霸道上怎成功师实施斑了首响次手执动交快会对呀接，索在交分会对弟接前疲，“天宫猛一号”在高听度约扁为35尚0公里怒的近蛮圆轨盟道上打绕行游，如冷图所介示，旷若它拜们绕餐地球资的运齿行均鲜可视故为匀该速圆霉周运第动，怖如图置所示印，关粥于对饿接前爷的下森列分研析正祸确的悠是()A．“神舟旱九号”的绕炕行周说期比“天宫学一号”更长B．“神舟吹九号”的绕矩行速队度比“天宫娱一号”更大C．“神舟互九号”的向揪心加肆速度形比“天宫认一号”更大D．“神舟凑九号”运行塌时角吼速度急比“天宫欺一号”更小答案糖：BC知识兰点四松经飞典时难空观青和相穗对论表时空脸观1．经典阅时空灾观(1巡寿)在经见典力梨学中窝，物假体的评质量络不随而改洗变；(2译)在经莫典力吓学中企，同误一物啄理过意程发烫生的团位移夜和对斗应时斧间的槽测量缴结果质在不播同的源参考俊系中倒是的．运动垄状态相同2．相对盏论时缠空观(1宫)在狭旧义相堵对论号中，差物体侨的质捞量随绵物体稀的速摩度的削增加墓而__辛__译__滥_，用糠公式煤表示他为.(2将)在狭庆义相印对论闭中，撕同一锄物理糟过程候发生话的位少移和滴对应今时间叉的测岔量结喘果在酷不同爆的参晋考系巩中是的．增加不同两种碍时空冠观的列理解(1痛)经典尿时空门观认敢为时荣间和根空间固是脱物离物慰质而次存在靠的，景是绝葵对的培，时低间和良空间叠之间初也是散没有良联系昏的．(2患)相对启论时状空观爱认为名有物荡质才帮有时震间和仓空间摔，空辩间和象时间究与物子质的创运动绕状态出有关革，它屑们不仅是相慕互独雪立的太．4．在给日常飘生活长中我烘们并臂没有捷发现拥物体蠢的质万量随候物体刺的运钥动的姨变化证而变很化，厌其原隶因是()A．物屋体运碧动无供法称葬质量B．物垃体的包速度语远小闹于光纽奉速，死质量使变化想极小C．物扮体质也量太僻大D．物娱体的俯质量陕不随种速度注变化臣而变医化答案短：B(2鉴01跳2·福建屡高考)一卫昼星绕仔某一要行星慢表面介附近美做匀欲速圆靠周运饥动，急其线肢速度针大小误为v.假设醋宇航引员在林该行忌星表为面上倾用弹振簧测孩力计永测量寸一质霸量为m的物愁体重绿力，蹄物体县静止摆时，艳弹簧本测力阴计的牢示数阳为N.已知严引力应常量山为G，则运这颗炮行星发的质亚量为天体姓质量看和密脑度的许估算答案尚：B【变式扮训练】1.美国剩宇航耳局发饲布声贴明宣狭布，填通过非开普酿勒太腐空望跟远镜香项目摧证实唇了太聪阳系踏外第塌一颗姜类似剧地球盯的、抹可适酬合居扔住的淘行星鹿。该疲行星总被命唱名为势开普细勒­22昂b(耕Ke错pl膛er­22衬b)，距欲离地帅球约60趁0光年搅之遥榨，体圣积是鞭地球耗的2.垦4倍．巩这是永目前泰被证朽实的辞从大傲小和期运行妇轨道会来说仔最接范近地酷球形趴态的貌行星滤，它拦每29型0天环壳绕着槐一颗秀类似莫于太烤阳的盯恒星宁运转冷一圈承．若眉行星秧开普悟勒­22拌b绕恒够星做偿圆运浪动的季轨道邪半径刊可测泳量，域万有柴引力米常量G己知蜂．根浑据以抗上数饶据可旺以估临算的户物理扫量有()Z秧x写x犹kA．行料星的翻质量B．行壤星的直密度C．恒客星的评质量D．恒触星的趁密度答案飞：C卫星私的运摔行规听律答案买：C【变式渡训练】2.如图龙所示类，A、B是在因地球帜大气闷层外虹圆周纵轨道既上运开行的直质量晕不等快的两但颗卫没星，俊它们词的轨荡道半它径满捉足RA＝2R，RB＝3R，R为地找球半摩径，跪下列烦说法密正确安的是()答案戒：BC“嫦娥活二号”探月办卫星活沿地秒月转融移轨错道直丸奔月策球，军在距吗月球僚表面10厚0扣km的P点进衔行第钳一次“刹车叼制动”后被锐月球仆捕获剧，进掀入椭窃圆轨呜道Ⅰ绕月哨飞行券，之砌后，虑卫星救在P点又辞经过幅第二赴次“刹车抖制动”，进叉入距浊月球方表面10岛0厕km的圆控形工洒作轨豆道Ⅱ，绕胁月球湾做匀寇速圆房诚周运液动效，如纸图所贪示．出则下疗列说翼法正虫确的辰是卫星喊变轨律问题A．卫抛星在叉轨道Ⅰ上运为动周嫩期比印在轨谷道Ⅱ上长B．卫堆星在窗轨道Ⅰ上运必动周淘期比件在轨像道Ⅱ上短C．卫辨星沿枯轨道Ⅰ经P点时抵的加顾速度腿小于排沿轨怠道Ⅱ经P点时嘉的加董速度D．卫尖星沿窜轨道Ⅰ经P点时坡的加屑速度骄等于砖沿轨油道Ⅱ经P点时盼的加忍速度解析研：由图挺可知常，卫洞星轨婆道Ⅰ半长躲轴大双于轨辨道Ⅱ，由节开普趋勒定搁律可沿知，拿卫星糟在轨盖道Ⅰ上运缓动周隔期比导在轨果道Ⅱ上长恳，选后项A正确词，B错误社；卫远星在润同一脸点所傍受引驼力相缸同，有其加党速度努相同拥，卫垫星沿额轨道Ⅰ经P点时锋的加串速度凡等于卧沿轨蔽道Ⅱ经P点时抗的加药速度悉，选平项D正确码，C错误鼠．答案摇：ADZx翅x左k卫星请稳定半运行耽与变睡轨运听行的辉区别【变式弹训练】3.北京见航天察飞行厘控制铲中心矩对“嫦娥哥一号”卫星籍实施面多次敢变轨粘控制约并获庙得成妥功．号首次积变轨魄是在设卫星龙运行缸到远案地点传时实这施的炸，紧被随其戏后进助行的3次变疑轨均犹在近刘地点复实施猛．“嫦娥脚一号”卫星息的首肢次变邀轨之愤所以牧选择章在远男地点纺实施掏，是驳为了距抬高毯卫星舌近地磨点的倡轨道旧高度愤．同捷样的麻道理巷，要堡抬高桑远地制点的垒高度贼就需停要在乡丰近地低点实脑施变董轨．孔如图猪为“嫦娥污一号”某次淘在近染地点A由轨羊道1变轨前为轨骂道2的示礼意图堪，下呈列说障法中希正确紧的是()A．“嫦娥王一号”在轨惜道1的A点处支应点援火加樱速B．“嫦娥站一号”在轨改道1的A点处冈的速赌度比辟轨道2的A点处持的速萌度大C．“嫦娥岛一号”在轨凡道1的A点处渡的加境速度娇比在籍轨道2的A点处脂的加捐速度骗大D．“嫦娥概一号”在轨役道1的B点处真的机何械能慕比在应轨道2的C点处必的机索械能养大答案桶：A(1耽6分)如图孕所示袖，质贷量分鲁别为m和M的两烤个星消球A和B在引早力作吩用下莫都绕O点做陵匀速歼圆周奴运动堆，星性球A和B两者愧中心渐之间霞的距背离为L.已知A、B的中血心和O三点急始终补共线豪，A和B分别替在O的两鼻侧．援引力兼常量倍为G.双星喇问题(1单)求两程星球污做圆炮周运唱动的腾周期礼；Zx陈x牢k(2方)在地拒月系鄙统中霉，若肥忽略年其他碍星球仅的影猾响，锤可以外将月巨球和滋地球雨看成裁上述玻星球A和B，月冶球绕容其轨铅道中碰心运字行的研周期坝记为T1.但在输近似芝处理猫问题仗时，旺常常穗认为攻月球贵是绕兴地心锣做圆良周运死动的贿，这轰样算就得的究运行脚周期萄记为T2.已知渣地球绵和月盈球的俯质量妈分别阁为5.酿98×1024kg和7.制35×1022kg届.求T2与T1两者赌平方替之比珠．(结果叨保留3位小红数)(1雁)A和B绕O做匀变速圆律周运于动，型它们循之间怕的万壶有引柱力提泛供向喂心力号，则A和B的向梳心力帮相等惨，且A、B的中轨心和O始终瞎共线谢，说券明A和B有相孟同的患角速拳度和恋周期蜡．双星绢问题山的特别点在天赠体运槽动中挖，将熄两颗巡寿彼此堵相距部较近滔的行茫星称店为双茂星．仇星体惩在万已有引减力提歼供向伙心力滥的情炉况下糊做匀拿速圆屑周运愤动，粮具有颗以下稼三个粘特点结：(1吧)两颗桐行星惹做圆豪周运音动所睡需的说向心间力由硬它们饥之间行的万僻有引重力提刊供，西故F1＝F2，且柜方向痒相反许，分酿别作警用在m1、m2两颗驶行星河上．(2次)由于敲两颗驴行星洁之间角的距给离总吃是恒念定不稍变的叹，所湿以两板颗行银星的性运行即周期骂就必限须相盛等，院即T1＝T2.(3获)由于雪圆心扫在两醒颗行想星的更连线四上，困所以r1＋r2＝L.【变式丈训练】4.天文阁学家而如果喝观察衫到一酷个星愈球独财自做刑圆周搜运动病，那仔么就仪想到注在这辽个星歌球附至近存沿在着美一个种看不桂见的倡星体拖黑洞简．星惠球与趋黑洞稀由万迁有引幸力的赔作用匹组成东双星说，以薄两者弦连线渐上某扭点为区圆心针做匀另速圆求周运悟动，勉那么()A．它歇们做敏圆周