創(chuàng)新設(shè)計(jì)浙江鴨2018版高考物理總復(fù)習(xí)第4章曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力與航天第3課時(shí)萬(wàn)有引力與航天課件

1、第第3課時(shí)萬(wàn)有引力與航天課時(shí)萬(wàn)有引力與航天一、行星的運(yùn)動(dòng)及太陽(yáng)與行星的引力一、行星的運(yùn)動(dòng)及太陽(yáng)與行星的引力1.地心說(shuō)和日心說(shuō)地心說(shuō)和日心說(shuō)(1)地心說(shuō)：太陽(yáng)、月亮以及其他行星都繞地心說(shuō)：太陽(yáng)、月亮以及其他行星都繞_運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。(2)日心說(shuō)：地球是繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的普通星體，月球是繞日心說(shuō)：地球是繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的普通星體，月球是繞_旋旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星。轉(zhuǎn)的衛(wèi)星?？键c(diǎn)一萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用考點(diǎn)一萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用(c/)地球地球地球地球2.開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律(1)所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是_，太陽(yáng)處在所有橢，太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。這就是開(kāi)普勒第一定

2、律，又稱橢圓軌道定律。圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。這就是開(kāi)普勒第一定律，又稱橢圓軌道定律。(2)對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的過(guò)相等的_。這就是開(kāi)普勒第二定律，又稱面積定律。這就是開(kāi)普勒第二定律，又稱面積定律。(3)所有行星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值所有行星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值_。這就是開(kāi)普勒第三定律，又稱周期定律。這就是開(kāi)普勒第三定律，又稱周期定律。橢圓橢圓面積面積相等相等二、萬(wàn)有引力定律二、萬(wàn)有引力定律1.內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們內(nèi)容：自然界中任何兩

3、個(gè)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)量的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和和m2的乘積的乘積_，與，與它們之間距離它們之間距離r的平方的平方_。2.表達(dá)式：表達(dá)式：F _，其中引力常量，其中引力常量G6.671011 Nm2/kg2。成正比成正比成反比成反比3.適用條件適用條件(1)公式適用于公式適用于_間的相互作用。當(dāng)兩個(gè)物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)間的相互作用。當(dāng)兩個(gè)物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時(shí)，物體可視為質(zhì)點(diǎn)。大于物體本身的大小時(shí)，物體可視為質(zhì)點(diǎn)。(2)質(zhì)量分布均勻的球體可視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量分布均勻的球體可視為質(zhì)點(diǎn)，r是是_的距離。的距離。4.萬(wàn)有引力定律的兩個(gè)易混

4、點(diǎn)萬(wàn)有引力定律的兩個(gè)易混點(diǎn)(1)任何兩個(gè)物體之間都存在萬(wàn)有引力，不是只有天體之間才任何兩個(gè)物體之間都存在萬(wàn)有引力，不是只有天體之間才存在。存在。(2)萬(wàn)有引力定律適用于質(zhì)點(diǎn)間和相互作用，當(dāng)物體間距離趨萬(wàn)有引力定律適用于質(zhì)點(diǎn)間和相互作用，當(dāng)物體間距離趨近于零時(shí)，并非萬(wàn)有引力趨向于無(wú)窮大。近于零時(shí)，并非萬(wàn)有引力趨向于無(wú)窮大。質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)兩球心間兩球心間【過(guò)關(guān)演練】【過(guò)關(guān)演練】1.在討論地球潮汐成因時(shí)，地球繞太陽(yáng)運(yùn)行軌道與月球繞地球運(yùn)在討論地球潮汐成因時(shí)，地球繞太陽(yáng)運(yùn)行軌道與月球繞地球運(yùn)行軌道可視為圓軌道。已知太陽(yáng)質(zhì)量約為月球質(zhì)量的行軌道可視為圓軌道。已知太陽(yáng)質(zhì)量約為月球質(zhì)量的2.7107倍，倍，地球繞

5、太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半徑約為月球繞地球運(yùn)行的軌道半徑的地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半徑約為月球繞地球運(yùn)行的軌道半徑的400倍。關(guān)于太陽(yáng)和月球?qū)Φ厍蛏舷嗤|(zhì)量海水的引力，以下說(shuō)倍。關(guān)于太陽(yáng)和月球?qū)Φ厍蛏舷嗤|(zhì)量海水的引力，以下說(shuō)法正確的是法正確的是()A.太陽(yáng)引力遠(yuǎn)小于月球引力太陽(yáng)引力遠(yuǎn)小于月球引力B.太陽(yáng)引力與月球引力相差不大太陽(yáng)引力與月球引力相差不大C.月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小相等月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小相等D.月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小有差異月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小有差異答案答案D答案答案C答案答案B答案答案B答案答案D答案答案C3.卡文迪許測(cè)量引力常量的扭秤實(shí)驗(yàn)涉及的物理思想方法

6、是卡文迪許測(cè)量引力常量的扭秤實(shí)驗(yàn)涉及的物理思想方法是()A.猜想假設(shè)法猜想假設(shè)法 B.微量放大法微量放大法C.極限分析法極限分析法 D.建模法建模法解析卡文迪許測(cè)量引力常量的扭秤實(shí)驗(yàn)采用了微量放大的思解析卡文迪許測(cè)量引力常量的扭秤實(shí)驗(yàn)采用了微量放大的思想方法，正確選項(xiàng)為想方法，正確選項(xiàng)為B。答案答案B4.(2016溫州十校期中溫州十校期中)一名宇航員來(lái)到一個(gè)星球上，如果該星球一名宇航員來(lái)到一個(gè)星球上，如果該星球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的兩倍，它的直徑是地球直徑的一半，那么的質(zhì)量是地球質(zhì)量的兩倍，它的直徑是地球直徑的一半，那么這名宇航員在該星球上所受的萬(wàn)有引力大小是他在地球上所受這名宇航員在該星球上所受

7、的萬(wàn)有引力大小是他在地球上所受萬(wàn)有引力的萬(wàn)有引力的()A.0.5倍倍 B.2.0倍倍C.4倍倍 D.8.0倍倍答案答案D答案答案D基礎(chǔ)過(guò)關(guān)基礎(chǔ)過(guò)關(guān)一、宇宙航行一、宇宙航行1.環(huán)繞速度環(huán)繞速度(1)第一宇宙速度又叫第一宇宙速度又叫_。(2)第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星在第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星在_環(huán)繞地球做勻速環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的速度。圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的速度。(3)第一宇宙速度是人造衛(wèi)星的第一宇宙速度是人造衛(wèi)星的_速度，也是人造地球速度，也是人造地球衛(wèi)星的衛(wèi)星的_速度。速度?？键c(diǎn)二宇宙航行考點(diǎn)二宇宙航行(c/)環(huán)繞速度環(huán)繞速度地面附近地面附近最大環(huán)繞最大環(huán)繞最小發(fā)射最小發(fā)射2.第二宇宙速

8、度和第三宇宙速度第二宇宙速度和第三宇宙速度(1)第二宇宙速度第二宇宙速度(脫離速度脫離速度)：v2_ km/s，使物體掙脫，使物體掙脫_引力束縛的最小發(fā)射速度。引力束縛的最小發(fā)射速度。(2)第三宇宙速度第三宇宙速度(逃逸速度逃逸速度)：v3_ km/s，使物體掙脫，使物體掙脫_引力束縛的最小發(fā)射速度。引力束縛的最小發(fā)射速度。11.2地球地球16.7太陽(yáng)太陽(yáng)二、經(jīng)典力學(xué)局限性二、經(jīng)典力學(xué)局限性1.在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是_的，而狹義相對(duì)論指出，質(zhì)的，而狹義相對(duì)論指出，質(zhì)量要隨著物體運(yùn)動(dòng)速度的增大而量要隨著物體運(yùn)動(dòng)速度的增大而_，即，即m ，兩者在兩者在_的條件下是統(tǒng)一

9、的。的條件下是統(tǒng)一的。2.經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為位移和時(shí)間的測(cè)量與參考系經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為位移和時(shí)間的測(cè)量與參考系_，相對(duì)論認(rèn)為，相對(duì)論認(rèn)為，同一過(guò)程的位移和時(shí)間的測(cè)量與參考系同一過(guò)程的位移和時(shí)間的測(cè)量與參考系_。3.經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：只適用于經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：只適用于_運(yùn)動(dòng)，不適用于運(yùn)動(dòng)，不適用于高速高速運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)；只適用于只適用于_世界，不適用于世界，不適用于_世界。世界。4.當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度_光速光速c(3108 m/s)時(shí)，相對(duì)論物理學(xué)與時(shí)，相對(duì)論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論_。_不變不變?cè)龃笤龃鬅o(wú)關(guān)無(wú)關(guān)有關(guān)有關(guān)無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)低速低速宏觀宏觀微觀微觀遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)小于沒(méi)有區(qū)別沒(méi)有區(qū)

10、別【過(guò)關(guān)演練】【過(guò)關(guān)演練】1.(201610月浙江學(xué)考月浙江學(xué)考)如圖所示，如圖所示，“天宮二號(hào)天宮二號(hào)”在距離地面在距離地面393 km的近圓軌道運(yùn)行。已知萬(wàn)有引力常量的近圓軌道運(yùn)行。已知萬(wàn)有引力常量G6.671011 Nm2/kg2，地球質(zhì)量地球質(zhì)量M6.01024 kg，地球半徑，地球半徑R6.4103 km。由以上數(shù)。由以上數(shù)據(jù)可估算據(jù)可估算()A.“天宮二號(hào)天宮二號(hào)”質(zhì)量質(zhì)量B.“天宮二號(hào)天宮二號(hào)”運(yùn)行速度運(yùn)行速度C.“天宮二號(hào)天宮二號(hào)”受到的向心力受到的向心力D.地球?qū)Φ厍驅(qū)Α疤炜斩?hào)天空二號(hào)”的引力的引力答案答案B2.(2015浙江浙江9月學(xué)考測(cè)試月學(xué)考測(cè)試)某行星有甲、乙兩顆衛(wèi)

11、星，它們的軌某行星有甲、乙兩顆衛(wèi)星，它們的軌道均為圓形，甲的軌道半徑為道均為圓形，甲的軌道半徑為R1，乙的軌道半徑為，乙的軌道半徑為R2，R2R1。根據(jù)以上信息可知根據(jù)以上信息可知()A.甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量B.甲的周期大于乙的周期甲的周期大于乙的周期C.甲的速率大于乙的速率甲的速率大于乙的速率D.甲所受行星的引力大于乙所受行星的引力甲所受行星的引力大于乙所受行星的引力解析根據(jù)衛(wèi)星模型，離地面越近，向心加速度、線速度、角解析根據(jù)衛(wèi)星模型，離地面越近，向心加速度、線速度、角速度越大，周期越小，速度越大，周期越小，B錯(cuò)，錯(cuò)，C對(duì)；衛(wèi)星質(zhì)量不能比較，對(duì)；衛(wèi)星質(zhì)量不能比較，A錯(cuò)；錯(cuò)

12、；因?yàn)閮尚l(wèi)星質(zhì)量不知道，萬(wàn)有引力也不能比較，因?yàn)閮尚l(wèi)星質(zhì)量不知道，萬(wàn)有引力也不能比較，D錯(cuò)。錯(cuò)。答案答案C【例【例1】 a、b、c、d是在地球大氣層外的圓形軌道上運(yùn)行的四顆是在地球大氣層外的圓形軌道上運(yùn)行的四顆人造衛(wèi)星。其中人造衛(wèi)星。其中a、c的軌道相交于的軌道相交于P，b、d在同一個(gè)圓軌道上，在同一個(gè)圓軌道上，b、c軌道在同一平面上。某時(shí)刻四顆衛(wèi)星的運(yùn)行方向及位置如軌道在同一平面上。某時(shí)刻四顆衛(wèi)星的運(yùn)行方向及位置如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是圖所示。下列說(shuō)法中正確的是()A.a、c的加速度大小相等，且大于的加速度大小相等，且大于b的加速度的加速度B.b、c的角速度大小相等，且小于的角速度大小相

13、等，且小于a的角速度的角速度C.a、c的線速度大小相等，且小于的線速度大小相等，且小于d的線速度的線速度D.a、c存在在存在在P點(diǎn)相撞的危險(xiǎn)點(diǎn)相撞的危險(xiǎn)答案答案A要點(diǎn)二認(rèn)識(shí)衛(wèi)星的特點(diǎn)要點(diǎn)二認(rèn)識(shí)衛(wèi)星的特點(diǎn)1.衛(wèi)星的特點(diǎn)衛(wèi)星的特點(diǎn)(1)線速度線速度7.9 km/s是所有地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，而周期是所有地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，而周期84 min是所有地球衛(wèi)星的最小周期。是所有地球衛(wèi)星的最小周期。(2)第一宇宙速度與地球的質(zhì)量有關(guān)。第一宇宙速度與地球的質(zhì)量有關(guān)。(3)所有地球衛(wèi)星，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，其軌道平面一定過(guò)地球的所有地球衛(wèi)星，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，其軌道平面一定過(guò)地球的球心。球心。2.近地衛(wèi)星特點(diǎn)近地衛(wèi)星

14、特點(diǎn)近地衛(wèi)星具有所有衛(wèi)星當(dāng)中線速度最大，角速度最大，向心近地衛(wèi)星具有所有衛(wèi)星當(dāng)中線速度最大，角速度最大，向心加速度最大，周期最小的特點(diǎn)。加速度最大，周期最小的特點(diǎn)?！纠纠?】 (2016浙江名校協(xié)作體模擬浙江名校協(xié)作體模擬)我國(guó)首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星我國(guó)首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子墨子”已于酒泉成功發(fā)射，將在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面已于酒泉成功發(fā)射，將在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信。之間的量子通信?！澳幽印庇苫鸺l(fā)射至高度為由火箭發(fā)射至高度為500千米的預(yù)定千米的預(yù)定圓形軌道。此前圓形軌道。此前6月在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第二十三顆月在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第二十三顆北斗導(dǎo)

15、航衛(wèi)星北斗導(dǎo)航衛(wèi)星G7。G7屬地球靜止軌道衛(wèi)星屬地球靜止軌道衛(wèi)星(高度約為高度約為36 000千千米米)，它將使北斗系統(tǒng)的可靠性進(jìn)一步提高。關(guān)于衛(wèi)星以下說(shuō)法，它將使北斗系統(tǒng)的可靠性進(jìn)一步提高。關(guān)于衛(wèi)星以下說(shuō)法中正確的是中正確的是()A.這兩顆衛(wèi)星的運(yùn)行速度可能大于這兩顆衛(wèi)星的運(yùn)行速度可能大于7.9 km/sB.通過(guò)地面控制可以將北斗通過(guò)地面控制可以將北斗G7定點(diǎn)于西昌正上方定點(diǎn)于西昌正上方C.量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子墨子”的周期比北斗的周期比北斗G7小小D.量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子墨子”的向心加速度比北斗的向心加速度比北斗G7小小答案答案C精練題組精練題組1.關(guān)于地

16、球的第一宇宙速度，下列表述正確的是關(guān)于地球的第一宇宙速度，下列表述正確的是()A.第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度B.第一宇宙速度又叫脫離速度第一宇宙速度又叫脫離速度C.第一宇宙速度跟地球的質(zhì)量無(wú)關(guān)第一宇宙速度跟地球的質(zhì)量無(wú)關(guān)D.第一宇宙速度跟地球的半徑無(wú)關(guān)第一宇宙速度跟地球的半徑無(wú)關(guān)答案答案A2.2013年年6月月11日日17時(shí)時(shí)38分，分，“神舟十號(hào)神舟十號(hào)”飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，航天員王亞平進(jìn)行了首次太空授課。在飛船進(jìn)入心發(fā)射升空，航天員王亞平進(jìn)行了首次太空授課。在飛船進(jìn)入圓形軌道環(huán)繞地球飛行時(shí)，它的線速度大小圓形軌道環(huán)繞地球飛行時(shí)，它的線速

17、度大小()A.等于等于7.9 km/sB.介于介于7.9 km/s和和11.2 km/s之間之間C.小于小于7.9 km/sD.介于介于7.9 km/s和和16.7 km/s之間之間答案答案C答案答案B4.(2015浙江浙江10月選考月選考)2015年年9月月20日，我國(guó)成功發(fā)射搭載日，我國(guó)成功發(fā)射搭載20顆顆小衛(wèi)星的小衛(wèi)星的“長(zhǎng)征長(zhǎng)征”六號(hào)火箭。在多星分離時(shí)，小衛(wèi)星分別在高六號(hào)火箭。在多星分離時(shí)，小衛(wèi)星分別在高度不同的三層軌道被依次釋放。假設(shè)釋放后的小衛(wèi)星均做勻速度不同的三層軌道被依次釋放。假設(shè)釋放后的小衛(wèi)星均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法中，正確的是圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法中，正確的是()A.20

18、顆小衛(wèi)星的軌道半徑均相同顆小衛(wèi)星的軌道半徑均相同B.20顆小衛(wèi)星的線速度大小均相同顆小衛(wèi)星的線速度大小均相同C.同一圓軌道上的小衛(wèi)星的周期均相同同一圓軌道上的小衛(wèi)星的周期均相同D.不同圓軌道上的小衛(wèi)星的角速度均相同不同圓軌道上的小衛(wèi)星的角速度均相同答案答案C5.(2016溫州十校期中溫州十校期中)2010年年1月月17日，我國(guó)成功發(fā)射北斗日，我國(guó)成功發(fā)射北斗COMPASSG1地球同步衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星(繞地球運(yùn)行的角速度與地球自轉(zhuǎn)繞地球運(yùn)行的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同角速度相同)。據(jù)了解這已是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)射的第三顆地。據(jù)了解這已是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)射的第三顆地球同步衛(wèi)星。則對(duì)于這三顆已發(fā)射的同步衛(wèi)星，下列說(shuō)法中正球同步衛(wèi)星。則對(duì)于這三顆已發(fā)射的同步衛(wèi)星，下列說(shuō)法中正確的是確的是()A.它們運(yùn)行的周期可能不同它們運(yùn)行的周期可能不同B.它們的向心力大小可能不同它們的向心力大小可能不同C.它們離地心的距離可能不同它們離地心的距離可能不同D.它們的運(yùn)行速度大小可能不同，但