高考物理第一輪復(fù)習(xí)第四章-第4講課件

1、第4講萬有引力定律及應(yīng)用大一輪復(fù)習(xí)講義第4講萬有引力定律大一輪復(fù)習(xí)講義過好雙基關(guān)研透命題點課時精練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN過好雙基關(guān)研透命題點課時精練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYI過好雙基關(guān)01過好雙基關(guān)01開普勒三定律一定律內(nèi)容圖示或公式開普勒第一定律(軌道定律)所有行星繞太陽運動的軌道都是 ，太陽處在 的一個焦點上開普勒第二定律(面積定律)對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的 相等開普勒第三定律(周期定律)所有行星的軌道的半長軸的 跟它的公轉(zhuǎn)周期的 的比值都相等 k，k是一個與行星無關(guān)的常量橢圓橢圓面積三次方二次方開普勒三定律一定律內(nèi)容圖示或公式開普勒第一定律

2、(軌道定律)所自測1(2016全國卷14)關(guān)于行星運動的規(guī)律，下列說法符合史實的是A.開普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了行星運動的規(guī)律B.開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運動的規(guī)律C.開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因D.開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律解析開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，但沒有找出行星按照這些規(guī)律運動的原因，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律.自測1(2016全國卷14)關(guān)于行星運動的規(guī)律，下列萬有引力定律二1.內(nèi)容自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成 ，

3、與它們之間距離r的二次方成 .2.表達(dá)式正比反比3.適用條件(1)公式適用于 間的相互作用，當(dāng)兩個物體間的距離遠(yuǎn)大于物體本身的大小時，物體可視為質(zhì)點.(2)質(zhì)量分布均勻的球體可視為質(zhì)點，r是 間的距離.質(zhì)點兩球心萬有引力定律二1.內(nèi)容正比反比3.適用條件質(zhì)點兩球心4.天體運動問題分析(1)將天體或衛(wèi)星的運動看成 運動，其所需向心力由 提供.(2)基本公式：勻速圓周萬有引力mr2 mv4.天體運動問題分析勻速圓周萬有引力mr2 自測2(2019全國卷14)2019年1月，我國嫦娥四號探測器成功在月球背面軟著陸.在探測器“奔向”月球的過程中，用h表示探測器與地球表面的距離，F(xiàn)表示它所受的地球引力，

4、能夠描述F隨h變化關(guān)系的圖像是解析在嫦娥四號探測器“奔向”月球的過程中，根據(jù)萬有引力定律，可知隨著h的增大，探測器所受的地球引力逐漸減小，但不是均勻減小的，故能夠描述F隨h變化關(guān)系的圖像是D.自測2(2019全國卷14)2019年1月，我國嫦娥宇宙速度三1.第一宇宙速度(1)第一宇宙速度又叫 速度，其數(shù)值為 km/s.(2)第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在 附近環(huán)繞地球做勻速圓周運動時具有的速度.(3)第一宇宙速度是人造衛(wèi)星的最小 速度，也是人造衛(wèi)星的最大 速度.(4)第一宇宙速度的計算方法.環(huán)繞7.9地面發(fā)射環(huán)繞宇宙速度三1.第一宇宙速度環(huán)繞7.9地面發(fā)射環(huán)繞2.第二宇宙速度使物體掙脫 引力束縛的最

5、小發(fā)射速度，其數(shù)值為 km/s.3.第三宇宙速度使物體掙脫 引力束縛的最小發(fā)射速度，其數(shù)值為 km/s.地球11.2太陽16.72.第二宇宙速度地球11.2太陽16.7自測3(2019北京卷18)2019年5月17日，我國成功發(fā)射第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，該衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星).該衛(wèi)星A.入軌后可以位于北京正上方B.入軌后的速度大于第一宇宙速度C.發(fā)射速度大于第二宇宙速度D.若發(fā)射到近地圓軌道所需能量較少解析同步衛(wèi)星只能位于赤道正上方，A項錯誤；由 知，衛(wèi)星的軌道半徑越大，衛(wèi)星做勻速圓周運動的線速度越小，因此入軌后的速度小于第一宇宙速度(近地衛(wèi)星的速度)，B項錯誤；同步衛(wèi)星的發(fā)射速

6、度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，C項錯誤；若發(fā)射到近地圓軌道，所需發(fā)射速度較小，所需能量較少，D正確.自測3(2019北京卷18)2019年5月17日，我國02研透命題點02研透命題點開普勒三定律的理解和應(yīng)用1.行星繞太陽的運動通常按圓軌道處理.2.開普勒行星運動定律也適用于其他天體，例如月球、衛(wèi)星繞地球的運動.3.開普勒第三定律 k中，k值只與中心天體的質(zhì)量有關(guān)，不同的中心天體k值不同.但該定律只能用在同一中心天體的兩星體之間.基礎(chǔ)考點自主悟透命題點一開普勒三定律的理解和應(yīng)用1.行星繞太陽的運動通常按圓軌道處理例1(多選)(2019四川綿陽市第三次診斷)2019年1月3日10時26分，

7、我國嫦娥四號探測器完成了“人類探測器首次實現(xiàn)月球背面軟著陸”的壯舉.嫦娥四號近月制動后環(huán)月飛行時先在月球上空半徑為R的軌道上做勻速圓周運動，后貼近月球表面做勻速圓周運動，線速度大小分別是vR和v0，周期分別是TR和T0，已知月球半徑為r，則例1(多選)(2019四川綿陽市第三次診斷)2019年1根據(jù)開普勒第三定律可知：繞同一中心天體運動，半徑越大，周期越長，所以TRT0，C正確，D錯誤.根據(jù)開普勒第三定律可知：繞同一中心天體運動，半徑越大，周期越變式1火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據(jù)開普勒行星運動定律可知A.太陽位于木星運行軌道的中心B.火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等C.火星

8、與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方D.相同時間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積變式1火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據(jù)開普勒行星解析由開普勒第一定律(軌道定律)可知，太陽位于木星運行軌道的一個焦點上，故A錯誤.火星和木星繞太陽運行的軌道不同，運行速度的大小不可能始終相等，故B錯誤.根據(jù)開普勒第三定律(周期定律)知太陽系中所有行星軌道的半長軸的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期的平方的比值是一個常數(shù)，故C正確.對于太陽系某一個行星來說，其與太陽連線在相同的時間內(nèi)掃過的面積相等，不同行星在相同時間內(nèi)掃過的面積不相等，故D錯誤.解析由開普勒第一定律(軌道定律)可知

9、，太陽位于木星運行軌道萬有引力定律的理解基礎(chǔ)考點自主悟透命題點二1.萬有引力與重力的關(guān)系地球?qū)ξ矬w的萬有引力F表現(xiàn)為兩個效果：一是重力mg，二是提供物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力F向.萬有引力定律的理解基礎(chǔ)考點自主悟透命題點二1.萬有引力與重2.星球上空的重力加速度g3.萬有引力的“兩點理解”和“兩個推論”(1)兩點理解兩物體相互作用的萬有引力是一對作用力和反作用力.地球上的物體(兩極除外)受到的重力只是萬有引力的一個分力.2.星球上空的重力加速度g3.萬有引力的“兩點理解”和“兩(2)兩個推論推論1：在勻質(zhì)球殼的空腔內(nèi)任意位置處，質(zhì)點受到球殼的萬有引力的合力為零，即F引0.(2)兩個推論例2若地球半

10、徑為R，把地球看做質(zhì)量分布均勻的球體.“蛟龍”號下潛深度為d，“天宮一號”軌道距離地面高度為h，“蛟龍”號所在處與“天宮一號”所在處的重力加速度之比為例2若地球半徑為R，把地球看做質(zhì)量分布均勻的球體.“蛟龍”高考物理第一輪復(fù)習(xí)第四章-第4講變式2(2020廣東東莞市調(diào)研)“神舟十一號”飛船于2016年10月17日發(fā)射，對接“天宮二號”.若飛船質(zhì)量為m，距地面高度為h，地球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G，則飛船所在處的重力加速度大小為變式2(2020廣東東莞市調(diào)研)“神舟十一號”飛船于20天體質(zhì)量、密度的計算天體質(zhì)量和密度的計算高考熱點講透練熟命題點三使用方法已知量利用公式表達(dá)式備注質(zhì)量的計算

11、利用運行天體r、T只能得到中心天體的質(zhì)量r、vv、T利用天體表面重力加速度g、R天體質(zhì)量、密度的計算天體質(zhì)量和密度的計算高考熱點講透練熟命密度的計算利用運行天體r、T、R利用近地衛(wèi)星只需測出其運行周期利用天體表面重力加速度g、R密度的計算利用運r、T、R利用近地衛(wèi)星只需測出其運行周期利用例3(2018全國卷16)2018年2月，我國500 m口徑射電望遠(yuǎn)鏡(天眼)發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星“J03180253”，其自轉(zhuǎn)周期T5.19 ms.假設(shè)星體為質(zhì)量均勻分布的球體，已知萬有引力常量為6.671011 Nm2/kg2.以周期T穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為A.5109 kg/m3 B.51012 kg/

12、m3C.51015 kg/m3 D.51018 kg/m3例3(2018全國卷16)2018年2月，我國500變式3(2019河南安陽市下學(xué)期二模)半徑為R的某均勻球形天體上，兩“極點”處的重力加速度大小為g，“赤道”處的重力加速度大小為“極點”處的 .已知引力常量為G，則下列說法正確的是變式3(2019河南安陽市下學(xué)期二模)半徑為R的某均勻球高考物理第一輪復(fù)習(xí)第四章-第4講變式4(2020山東臨沂市質(zhì)檢)2018年7月25日消息稱，科學(xué)家們在火星上發(fā)現(xiàn)了第一個液態(tài)水湖，這表明火星上很可能存在生命.美國的“洞察”號火星探測器曾在2018年11月降落到火星表面.假設(shè)該探測器在著陸火星前貼近火星表

13、面運行一周用時為T，已知火星的半徑為R1，地球的半徑為R2，地球的質(zhì)量為M，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，則火星的質(zhì)量為變式4(2020山東臨沂市質(zhì)檢)2018年7月25日消息解析繞地球表面運動的天體由牛頓第二定律可知：同理，對繞火星表面運動的天體有：解析繞地球表面運動的天體由牛頓第二定律可知：同理，對繞火星衛(wèi)星運行參量的分析高考熱點講透練熟命題點四衛(wèi)星運行參量的分析高考熱點講透練熟命題點四例4(2019全國卷15)金星、地球和火星繞太陽的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運動，它們的向心加速度大小分別為a金、a地、a火，它們沿軌道運行的速率分別為v金、v地、v火.已知它們的軌道半徑R金R地a地a

14、火 B.a火a地a金C.v地v火v金 D.v火v地v金例4(2019全國卷15)金星、地球和火星繞太陽的公變式5(2019天津卷1)2018年12月8日，肩負(fù)著億萬中華兒女探月飛天夢想的嫦娥四號探測器成功發(fā)射，“實現(xiàn)人類航天器首次在月球背面巡視探測，率先在月背刻上了中國足跡”，如圖1.已知月球的質(zhì)量為M、半徑為R.探測器的質(zhì)量為m，引力常量為G，嫦娥四號探測器圍繞月球做半徑為r的勻速圓周運動時，探測器的圖1變式5(2019天津卷1)2018年12月8日，肩負(fù)著解析嫦娥四號探測器環(huán)繞月球做勻速圓周運動時，萬有引力提供其做勻速圓周運動的向心力，解析嫦娥四號探測器環(huán)繞月球做勻速圓周運動時，萬有引力提

15、供其變式6(2019江蘇卷4)1970年成功發(fā)射的“東方紅一號”是我國第一顆人造地球衛(wèi)星，該衛(wèi)星至今仍沿橢圓軌道繞地球運動.如圖2所示，設(shè)衛(wèi)星在近地點、遠(yuǎn)地點的速度分別為v1、v2，近地點到地心的距離為r，地球質(zhì)量為M，引力常量為G.則圖2變式6(2019江蘇卷4)1970年成功發(fā)射的“東方紅解析“東方紅一號”環(huán)繞地球在橢圓軌道上運動的過程中，只有萬有引力做功，因而機械能守恒，其由近地點向遠(yuǎn)地點運動時，萬有引力做負(fù)功，衛(wèi)星的勢能增加，動能減小，解析“東方紅一號”環(huán)繞地球在橢圓軌道上運動的過程中，只有萬03課 時 精 練03課 時 精 練1.(2018全國卷15)為了探測引力波，“天琴計劃”預(yù)計

16、發(fā)射地球衛(wèi)星P，其軌道半徑約為地球半徑的16倍；另一地球衛(wèi)星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍.P與Q的周期之比約為A.21 B.41C.81 D.16112345671.(2018全國卷15)為了探測引力波，“天琴計劃”2.(2019陜西榆林市第三次測試)2019年3月10日我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭成功將“中星6C”衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道，它是一顆用于廣播和通信的地球靜止軌道通信衛(wèi)星，假設(shè)該衛(wèi)星在距地面高度為h的同步軌道做圓周運動.已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，萬有引力常量為G.下列說法正確的是12345672.(2019陜西榆林市第三次測試)2019年

17、3月10日123456712345673.(2019山東泰安市第二輪復(fù)習(xí)質(zhì)量檢測)2019年1月3日，嫦娥四號月球探測器成功軟著陸在月球背面，成為人類歷史上第一個在月球背面成功實施軟著陸的人類探測器.如圖1所示，已關(guān)閉動力的探月衛(wèi)星在月球引力作用下沿橢圓軌道(圖中只畫了一部分)向月球靠近，并在B處變軌進(jìn)入半徑為r、周期為T的環(huán)月圓軌道運行.已知引力常量為G，下列說法正確的是A.圖中探月衛(wèi)星飛向B處的過程中速度越來越小B.圖中探月衛(wèi)星飛向B處的過程中加速度越來越小C.由題中條件可以計算出探月衛(wèi)星受到月球的引力大小D.由題中條件可以計算出月球的質(zhì)量1234567圖13.(2019山東泰安市第二輪復(fù)

18、習(xí)質(zhì)量檢測)2019年1月1234567解析探月衛(wèi)星飛向B處時，萬有引力增大，做正功，探月衛(wèi)星動能增大，加速度增大，A、B選項錯誤；由于探月衛(wèi)星質(zhì)量未知，無法計算出探月衛(wèi)星受到月球的引力大小，C選項錯誤；1234567解析探月衛(wèi)星飛向B處時，萬有引力增大，做正功4.(2019廣西欽州市4月綜測)2018年5月，我國成功發(fā)射首顆高光譜分辨率對地觀測衛(wèi)星“高分五號”.“高分五號”軌道離地面的高度約7.0102 km，質(zhì)量約2.8103 kg.已知地球半徑約6.4103 km，重力加速度取9.8 m/s2.則“高分五號”衛(wèi)星A.運行的速度小于7.9 km/sB.運行的加速度大于9.8 m/s2C.運行的線速度小于同步衛(wèi)星的線速度D.運行的角速度小于地球自轉(zhuǎn)的角速度12345674.(2019廣西欽州市4月綜測)2018年5月，我國成功1234567解析第一宇宙速度是衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，所以衛(wèi)星的運行速度小于7.9 km/s，故A正確；1234567解析第一宇宙速度是衛(wèi)星的最大環(huán)