2025届高考物理大一轮复习课件 第五章 第23课时 万有引力定律及应用

物理

大一轮复习第五章万有引力与宇宙航行考情分析生活实践类地球不同纬度重力加速度的比较学习探究类开普勒第三定律的应用，利用“重力加速度法”、“环绕法”计算天体的质量和密度，卫星运动参量的分析与计算，人造卫星，宇宙速度，天体的“追及”问题，卫星的变轨和对接问题，双星或多星模型试题情境第23课时万有引力定律及应用目标要求1.理解开普勒行星运动定律和万有引力定律，并会用来解决相关问题。2.掌握计算天体质量和密度的方法。课时精练内容索引考点一开普勒定律考点二万有引力定律考点三天体质量和密度的计算开普勒三大定律开普勒定律考点一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

椭圆椭圆面积定律内容图示或公式开普勒第三定律(周期定律)所有行星轨道的半长轴的_______跟它的公转周期的

的比都相等＝k，k是一个与行星无关的常量三次方二次方注意：开普勒行星运动定律也适用于其他天体系统，例如月球、卫星绕地球的运动。此时k是一个与中心天体有关的常量。1.已知同一行星在轨道的两个位置的速度：近日点速度大小为v1，远日点速度大小为v2，近日点距太阳距离为r1，远日点距太阳距离为r2。(1)v1与v2大小什么关系？讨论交流答案v1>v2

讨论交流

2.把行星绕太阳运行的轨道近似为圆轨道，试求k值。讨论交流

1.围绕同一天体运动的不同行星椭圆轨道不一样，但都有一个共同的焦点。(

)2.行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，离太阳越远，运行速率越大。(

)3.不同轨道上的行星与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。(

)√×判断正误×

(2024·安徽卷·5)2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为51900km。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为9900km，周期约为24h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时A.周期约为144hB.近月点的速度大于远月点的速度C.近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度D.近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度例1√

根据开普勒第二定律可知，近月点的速度大于远月点的速度，B正确；从捕获轨道到冻结轨道，鹊桥二号在近月点进行近月制动减速，在捕获轨道运行时近月点的速度大于在冻结轨道运行时近月点的速度，C错误；鹊桥二号在两轨道的近月点所受的万有引力相同，根据牛顿第二定律可知，在捕获轨道运行时近月点的加速度等于在冻结轨道运行时近月点的加速度，D错误。返回万有引力定律考点二

物体的质量m1和m2的乘积距离r的二次方(2)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。质点两球心

1.地球对人的万有引力大于人对地球的万有引力。(

)2.地面上的物体所受地球的万有引力方向一定指向地心。(

)3.两物体间的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大。(

)√×判断正误×

√

例2

例3√

总结提升

总结提升

例4√

总结提升返回天体质量和密度的计算考点三

(2024·新课标卷·16)天文学家发现，在太阳系外的一颗红矮星有两颗行星绕其运行，其中行星GJ1002c的轨道近似为圆，轨道半径约为日地距离的0.07倍，周期约为0.06年，则这颗红矮星的质量约为太阳质量的A.0.001倍 B.0.1倍C.10倍 D.1000倍例5√

(2021·全国乙卷·18)科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为1000AU(太阳到地球的距离为1AU)的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为M，可以推测出该黑洞质量约为A.4×104M B.4×106MC.4×108M

D.4×1010M针对训练√

例6√

返回课时精练对一对题号12345678答案CACBBDABDD题号9101112答案CDCA答案1234567891011121.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1234567891011基础落实练答案√121234567891011答案由开普勒第一定律(轨道定律)可知，太阳位于木星运行的椭圆轨道的一个焦点上，故A错误；火星和木星绕太阳运行的轨道不同，运行速度的大小不可能始终相等，故B错误；根据开普勒第三定律(周期定律)知，太阳系中所有行星轨道的半长轴的三次方与它的公转周期的平方的比值是一个常量，故C正确；对于太阳系某一个行星来说，其与太阳连线在相同的时间内扫过的面积相等，不同行星与太阳连线在相同时间内扫过的面积不相等，故D错误。122.(2024·广西卷·1)潮汐现象出现的原因之一是在地球的不同位置海水受到月球的引力不相同。图中a、b和c处单位质量的海水受月球引力大小在A.a处最大B.b处最大C.c处最大D.a、c处相等，b处最小√1234567891011答案

121234567891011答案3.(2022·全国乙卷·14)2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约400km的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们A.所受地球引力的大小近似为零B.所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零C.所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等D.在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小√121234567891011答案

121234567891011答案

√121234567891011答案

121234567891011答案5.(2021·山东卷·5)从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。已知火星质量约为月球的9倍，半径约为月球的2倍，“祝融”火星车的质量约为“玉兔”月球车的2倍。在着陆前，“祝融”和“玉兔”都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时，“祝融”与“玉兔”所受着陆平台的作用力大小之比为A.9∶1 B.9∶2C.36∶1 D.72∶1√121234567891011答案

121234567891011答案

√121234567891011答案

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√√√121234567891011答案

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能力综合练√121234567891011答案

12

1234567891011答案√121234567891011答案

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