高三物理一輪復(fù)習(xí) 第4章 第4講萬有引力與航天課件 新人教版.ppt

走向高考 物理 路漫漫其修遠(yuǎn)兮吾將上下而求索 人教版 高考總復(fù)習(xí) 萬有引力 第四章 第一部分同步復(fù)習(xí)講練 第4講萬有引力與航天 第四章 考點(diǎn)體驗(yàn) 題型突破 學(xué)科特色素養(yǎng) 課時(shí)作業(yè) 2 3 4 1 基礎(chǔ)自測1 2013 江蘇單科 火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行 根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知 a 太陽位于木星運(yùn)行軌道的中心b 火星和木星繞太陽運(yùn)行速度的大小始終相等c 火星與木星公轉(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(shí)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 答案 c 開普勒三定律 橢圓 焦點(diǎn) 掃過的面積 公轉(zhuǎn)周期的二次方 答案 c 萬有引力定律 6 67 10 11n m2 kg2 歸納領(lǐng)悟1 普遍性 任何客觀存在的物體間都存在著相互作用的吸引力 即 萬有引力 2 相互性 兩物體間的萬有引力是一對(duì)作用力和反作用力 它們的大小相等 方向相反 分別作用在兩個(gè)物體上 3 宏觀性 在通常情況下 萬有引力非常小 只有在質(zhì)量巨大的星體間或天體與天體附近的物體間 它的存在才有實(shí)際的物理意義 故在分析地球表面的物體受力時(shí) 不考慮地面物體間的萬有引力 只考慮地球?qū)Φ孛嫖矬w的萬有引力 答案 d 人造衛(wèi)星 勻速圓周 基礎(chǔ)自測4 人造地球衛(wèi)星可以繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 也可以沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng) 對(duì)于沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星 以下列說法正確的是 a 近地點(diǎn)速度一定等于7 9km sb 遠(yuǎn)地點(diǎn)速度一定小于7 9km sc 發(fā)射此衛(wèi)星的速度一定大于7 9km sd 近地點(diǎn)速度一定小于7 9km s 答案 bc 宇宙速度 解析 近地點(diǎn)是橢圓軌道上離地球較近的點(diǎn) 不一定是離地面很近的點(diǎn) 如果此近地點(diǎn)在地球表面附近 它的速度應(yīng)大于7 9km s 這是因?yàn)? 9km s是衛(wèi)星地面附近運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度 而橢圓軌道過此點(diǎn)做離心運(yùn)動(dòng) 故速度大于7 9km s 當(dāng)近地點(diǎn)離地球較遠(yuǎn)時(shí) 其速度可以小于7 9km s 因?yàn)檫h(yuǎn)地點(diǎn)一定不是離地面很近的點(diǎn) 而過這一點(diǎn)的圓軌道速度小于7 9km s 橢圓軌道過這一點(diǎn)做向心運(yùn)動(dòng) 故速度小于圓軌道速度 所以一定小于7 9km s c正確 因?yàn)榇诵l(wèi)星的近地點(diǎn)在地面附近處速度大于7 9km s 故從地球上發(fā)射時(shí) 速度應(yīng)大于7 9km s 考點(diǎn)梳理1 第一宇宙速度 環(huán)繞速度 指人造衛(wèi)星近地環(huán)繞速度 它是人造衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度 是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度 其大小為v1 km s 2 第二宇宙速度在地面上發(fā)射物體 使之能夠脫離地球的引力作用 成為繞太陽運(yùn)動(dòng)的人造行星或飛到其他行星上去所必需的最小發(fā)射速度 其大小為v2 km s 7 9 11 2 3 第三宇宙速度在地面上發(fā)射物體 使之能夠脫離太陽的引力范圍 飛到太陽系以外的宇宙空間所必需的最小發(fā)射速度 其大小為v3 km s 16 7 注意1 三個(gè)宇宙速度指的是發(fā)射速度 不能理解成運(yùn)行速度 2 第一宇宙速度既是最小發(fā)射速度 又是最大運(yùn)行速度 基礎(chǔ)自測5 2014 山東德州一模 有a b c d四顆地球衛(wèi)星 a還未發(fā)射 在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動(dòng) b處于地面附近近地軌道上正常運(yùn)行 c是地球同步衛(wèi)星 d是高空探測衛(wèi)星 各衛(wèi)星排列位置如圖所示 已知地面的重力加速度為g 則 同步衛(wèi)星 答案 b 考點(diǎn)梳理概念 相對(duì)地面 的衛(wèi)星為同步衛(wèi)星 基本特征 周期為地球自轉(zhuǎn)周期t 軌道在赤道平面內(nèi) 運(yùn)動(dòng)的角速度與地球的自轉(zhuǎn)角速度 高度h一定 軌道和地球赤道為共面同心圓 衛(wèi)星運(yùn)行速率一定 靜止 24h 相同 命題規(guī)律根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律對(duì)天體運(yùn)動(dòng)中相關(guān)物理量進(jìn)行比較 考查靈活運(yùn)用有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算轉(zhuǎn)換 天體運(yùn)動(dòng)中相關(guān)物理量的比較 2014 蘭州 張掖聯(lián)考 2011年9月29日 我國自行設(shè)計(jì) 制造的 天宮一號(hào) 空間實(shí)驗(yàn)室發(fā)射成功 開創(chuàng)了我國航天事業(yè)的新紀(jì)元 天宮一號(hào) 經(jīng)過變軌后繞地球做圓周運(yùn)動(dòng) 運(yùn)行周期為90min 關(guān)于 天宮一號(hào) 同步通信衛(wèi)星和赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體相比較 下列說法正確的是 a 天宮一號(hào) 的向心加速度最大b 同步通信衛(wèi)星的角速度最大c 赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體的線速度最小d 天宮一號(hào) 的速度大于7 9km s 答案 ac 總結(jié)評(píng)述 根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律列出待比較量所滿足的方程 根據(jù)待比較量的決定式來比較 不能想當(dāng)然地得出結(jié)論 2014 廣東江門一模 如圖所示的a b c三顆地球衛(wèi)星 其半徑關(guān)系為ra rbtcc 衛(wèi)星a b的機(jī)械能一定大于衛(wèi)星cd 它們的速度關(guān)系為va vb vc 答案 d 命題規(guī)律根據(jù)題目所給的物理量 利用萬有引力定律公式 求星體的質(zhì)量或密度 利用萬有引力定律估算天體的質(zhì)量或密度 2014 課標(biāo)全國 假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體 已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0 在赤道的大小為g 地球自轉(zhuǎn)的周期為t 引力常量為g 地球的密度為 答案 b 答案 a 命題規(guī)律衛(wèi)星在不同軌道上運(yùn)行時(shí) 線速度 角速度 周期 向心力 向心加速度 動(dòng)能 勢能 機(jī)械能變化情況的判斷 衛(wèi)星變軌問題 答案 abd 假設(shè)將來人類一艘飛船從火星返回地球時(shí) 經(jīng)歷如圖所示的變軌過程 則下列說法正確的是 a 飛船在軌道 上運(yùn)行時(shí) 在p點(diǎn)的速度大于在q點(diǎn)的速度b 飛船在軌道 上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能大于在軌道 上運(yùn)行的機(jī)械能c 飛船在軌道 上運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)時(shí)的加速度等于飛船在軌道 上運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)時(shí)的加速度d 飛船繞火星在軌道 上運(yùn)動(dòng)的周期跟飛船返回地面的過程中以與軌道 同樣的半徑繞地球運(yùn)動(dòng)的周期相同 答案 ac 解析 由開普勒第二定律知飛船在p點(diǎn)的速度大于在q點(diǎn)的速度 選項(xiàng)a對(duì) 飛船越高 具有的機(jī)械能越大 選項(xiàng)b錯(cuò) 同一位置 飛船受到的萬有引力相等 加速度相等 選項(xiàng)c對(duì) 以同樣的半徑繞不同的物體運(yùn)動(dòng) 周期不同 選項(xiàng)d錯(cuò) 命題規(guī)律多星通過相互作用力組成一個(gè)系統(tǒng) 求它們的運(yùn)行周期 線速度或它們間的相互作用力 多星系統(tǒng)問題 1 已知第一種形式中的每顆恒星質(zhì)量為m 正方形邊長為l 求其中一顆恒星受到的合力 2 已知第二種形式中的兩外側(cè)恒星質(zhì)量均為m 兩內(nèi)側(cè)恒星質(zhì)量均為m 四顆恒星始終位于同一直線 且相鄰恒星之間距離相等 求內(nèi)側(cè)恒星質(zhì)量m與外側(cè)恒星質(zhì)量m的比值m m 答案 b 命題規(guī)律考查衛(wèi)星運(yùn)行規(guī)律是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容 也是高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn) 學(xué)生應(yīng)熟練掌握衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時(shí)的線速度 角速度 周期 向心加速度與運(yùn)行軌道半徑的關(guān)系 明確上述參量僅與軌道半徑有關(guān) 而與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān) 應(yīng)注意這些參量與衛(wèi)星所環(huán)繞的星球的質(zhì)量是有關(guān)的 如繞地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星和繞火星旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星即使軌道半徑一樣大 其線速度 角速度 周期也不一樣大 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 2014 福建理綜 若有一顆 宜居 行星 其質(zhì)量為地球的p倍 半徑為地球的q倍 則該行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的 答案 c 答案 c 命題規(guī)律用同步衛(wèi)星五個(gè) 一定 處理同步衛(wèi)星問題 同步衛(wèi)星類問題 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng) 該系統(tǒng)包括5顆同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星 對(duì)于其中的5顆同步衛(wèi)星 下列說法中正確的是 a 它們運(yùn)行的線速度小于第一宇宙速度b 它們的向心加速度等于地面重力加速度c 它們位于5個(gè)不同的獨(dú)立軌道上d 它們中的一顆可能經(jīng)過湖南的正上方 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng) 該系統(tǒng)包括5顆同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星 對(duì)于其中的5顆同步衛(wèi)星 下列說法中正確的是 a 它們運(yùn)行的線速度小于第一宇宙速度b 它們的向心加速度等于地面重力加速度c 它們位于