高考總復習物理（人教版）課件第04章曲線運動萬有引力定律第4講萬有引力與航天

曲線運動萬有引力定律第四章第四講萬有引力與航天02核心考點·探究突破03模擬演練·穩(wěn)基提能欄目導航01基礎(chǔ)再現(xiàn)·雙擊落實04課后回顧·高效練習01基礎(chǔ)再現(xiàn)·雙擊落實一開普勒行星運動定律

橢圓焦點面積周期二萬有引力定律

質(zhì)點質(zhì)量mω2r＋mg

(1)卡文迪許是怎樣“稱出地球質(zhì)量”的，并寫出地球的密度表達式？(2)若測出太陽的一個行星的周期T和軌道半徑r，怎樣計算太陽的質(zhì)量？求解天體質(zhì)量的基本思路是什么？要想估算太陽的密度還需知道什么物理量？(3)月球圍繞地球做勻速圓周運動，能否求出月球的質(zhì)量？怎樣才能求出月球的質(zhì)量？

三天體質(zhì)量和密度的計算

1.三個宇宙速度四宇宙速度第一宇宙速度(環(huán)繞速度)v1＝__________km/s，是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做____________運動的速度第二宇宙速度(脫離速度)v2＝_________km/s，使物體掙脫________引力束縛的最小發(fā)射速度第三宇宙速度(逃逸速度)v3＝_________km/s，使物體掙脫________引力束縛的最小發(fā)射速度7.9

勻速圓周11.2

地球16.7

太陽2.已知地球的質(zhì)量M＝5.98×1024kg，地球的半徑R＝6.4×106m，地球表面的重力加速度g＝9.8m/s2.試用兩種方法推導地球的第一宇宙速度？3．人造衛(wèi)星(1)同步衛(wèi)星是指相對地球表面靜止的衛(wèi)星，其繞地球運轉(zhuǎn)的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同．試列式說明地球同步衛(wèi)星離地面的高度一定，速率一定？①試說明三種圓周運動的向心力來源？②如何比較a和b、b和c的角速度、線速度和向心加速度的大小關(guān)系？根據(jù)是什么？答案：(1)√

(2)×

(3)×

(4)√2．(2016·全國卷Ⅲ)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)了萬有引力定律答案：BB

4．靜止在地面上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動．下列說法正確的是(

)A．物體受到的萬有引力和支持力的合力總是指向地心B．物體做勻速圓周運動的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相等C．物體做勻速圓周運動的加速度等于重力加速度D．物體對地面壓力的方向與萬有引力的方向總是相同答案：B5．(人教版必修2P48第3題)金星的半徑是地球的0.95倍，質(zhì)量為地球的0.82倍，金星表面的自由落體加速度是多大？金星的第一宇宙速度是多大？答案：8.9m/s2

7.3km/s02核心考點·探究突破考點一開普勒行星運動定律

C

2．(2017·課標Ⅱ)(多選)如圖，海王星繞太陽沿橢圓軌道運動，P為近日點，Q為遠日點，M、N為軌道短軸的兩個端點，運行的周期為T0.若只考慮海王星和太陽之間的相互作用，則海王星在從P經(jīng)M、Q到N的運動過程中(

)A．從P到M所用的時間等于T0/4B．從Q到N階段，機械能逐漸變大C．從P到Q階段，速率逐漸變小D．從M到N階段，萬有引力對它先做負功后做正功CD

解析：海王星繞太陽沿橢圓軌道運動，由開普勒第二定律可知，從P→Q速度逐漸減小，故從P到M所用時間小于T0/4，選項A錯誤，C正確；從Q到N階段，只受太陽的引力，故機械能守恒，選項B錯誤；從M到N階段經(jīng)過Q點時速度最小，故萬有引力對它先做負功后做正功，選項D正確.考點二萬有引力定律的理解和應用

(2018·河北重點中學聯(lián)考)假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體．已知質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，則距離地球球心為r處的重力加速度大小g與r的關(guān)系圖象可能為(

)A

C

B

4．(2018·江西八校聯(lián)考)據(jù)報道，科學家們在距離地球20萬光年外發(fā)現(xiàn)了首顆系外“宜居”行星．假設(shè)該行星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍，半徑約為地球半徑的2倍．那么，一個在地球表面能舉起64kg物體的人在這個行星表面能舉起的物體的質(zhì)量約為(

)A．40kg B．50kgC．60kg D．30kgA

1.質(zhì)量的估算考點三天體質(zhì)量和速度的估算

(2014·新課標全國卷Ⅱ)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(

)B

本題是通過對天體表面上“兩極”與“赤道”上的受力分析，聯(lián)系向心力的來源，能寫出“赤道”上萬有引力與重力的關(guān)系式是解題的關(guān)鍵．C

5．(2016·海南卷)(多選)通過觀測冥王星的衛(wèi)星，可以推算出冥王星的質(zhì)量．假設(shè)衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運動，除了引力常量外，至少還需要兩個物理量才能計算出冥王星的質(zhì)量．這兩個物理量可以是(

)A．衛(wèi)星的速度和角速度

B．衛(wèi)星的質(zhì)量和軌道半徑C．衛(wèi)星的質(zhì)量和角速度

D．衛(wèi)星的運行周期和軌道半徑AD

A

考點四衛(wèi)星的運行參量的比較和計算

2．極地衛(wèi)星和近地衛(wèi)星(1)極地衛(wèi)星運行時每圈都經(jīng)過南北兩極，由于地球自轉(zhuǎn)，極地衛(wèi)星可以實現(xiàn)全球覆蓋．(2)近地衛(wèi)星是在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，其運行的軌道半徑可近似認為等于地球的半徑，其運行線速度約為7.9km/s．(3)兩種衛(wèi)星的軌道平面一定通過地球的球心．

(2017·江蘇單科)(多選)“天舟一號”貨運飛船于2017年4月20日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空．與“天宮二號”空間實驗室對接前，“天舟一號”在距地面約380km的圓軌道上飛行，則其