2021高考物理二轮复习专题一第四讲万有引力定律及其应用课件

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专题一第四讲ꢀ万有引力定律及其应用内容索引体系构建真题感悟0102高频考点能力突破体系构建真题感悟【网络构建】【高考真题】1.(2020全国Ⅲ卷)嫦娥四号探测器于2019年1月在月球背面成功着陆,着陆前曾绕月球飞行,某段时间可认为绕月做匀速圆周运动,圆周半径为月球半径的K倍。

已知地球半径R是月球半径的P倍,地球质量是月球质量的Q倍,地球表面重力加速度大小为g。

则嫦娥四号绕月球做圆周运动的速率为(ꢀꢀ)答案ꢀD情境剖析ꢀ本题属于基础性题目,以“嫦娥四号探测器绕月运动”为素材创设科技类情境。

素养能力ꢀ本题利用探测器绕转现象考查万有引力定律,属于对物理观念和科学思维的考查,对考生的理解能力和逻辑推理能力有一定要求。

2.(2020山东卷)我国将在今年择机执行“天问1号”火星探测任务。

质量为m 的着陆器在着陆火星前,会在火星表面附近经历一个时长为t 0、速度由v 0减速到零的过程。

已知火星的质量约为地球的0.1倍,半径约为地球的0.5倍,地球表面的重力加速度大小为g,忽略火星大气阻力。

若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动,此过程中着陆器受到的制动力大小约为(ꢀꢀ)答案ꢀB情境剖析ꢀ本题属于基础性题目,以“天问1号火星探测”为素材创设科技类情境。

素养能力ꢀ本题利用万有引力定律求解火星表面的重力加速度,然后利用牛顿第二定律求力,考查了运动与相互作用等物理观念,对考生的理解能力、分析综合能力有一定要求。

3.(2019全国Ⅲ卷)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动,它们的向心加速度大小分别为a 、a 、a ,它们沿轨道运行的速率分别为v金地火、v 、v 。

已知它们的轨道半径R <R <R ,由此可以判定(ꢀꢀ)金地火金地火A.a >a >aB.a >a >a 金地火火地金金C.v >v >vD.v >v >v 地火金火地答案ꢀA情境剖析ꢀ本题属于基础性题目,以“行星公转”为素材创设自然现象类情境。

高考物理二轮复习专题一力和运动第4讲万有引力定律及其应用课件

高考物理二轮复习专题一力和运动第4讲万有引力定律及其应用课件

解析:万有引力提供向心力,对同步卫星有:GMr2m= 4π2 mr T2
整理得 GM=4πT22r3 当 r=6.6R 地时,T=24 h
若地球的自转周期变小,轨道半径最小为 2R 地,
三颗同步卫星 A、B、C 如图所示分布,
4π2(6.6R地)3 4π2(2R地)3
则有:
T2

T′2
解得 T′≈T6=4 h,选项 B 正确.
平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动.当地球恰好运行 到某地外行星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的 现象,天文学称为“行星冲日”.据报道,2014 年各行 星冲日时间分别是:1 月 6 日木星冲日;4 月 9 日火星冲 日;5 月 11 日土星冲日;8 月 29 日海王星冲日;10 月 8 日天王星冲日.已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨 道半径如下表所示,则下列判断正确的是( )
绕太阳运动的周期为 T,某行星绕太阳运动的周期为 T 行,
则2Tπt-T2π行t=2π,可得
t= T 1-
T
;而根据开普勒定律可
T行
得TT2行2 =RR3行3 ,联立可得
t= 1-
T
R3 , R3行
代入相关数据可得
t
火= 1-
T
R3 ≈2.195T,t R3火
木=
T 1-
R3 ≈ 1.092T , t R3木
根据上述数据可知,海王星相邻两次冲日的时间间隔 最短,D 正确.
答案:BD
3.(多选)(2015·全国卷Ⅰ)我国发射的“嫦娥三号”登
月探测器靠近月球后,先在月球表面附近的近似圆轨道 上绕月运行;然后经过一系列过程,在离月面 4 m 高处 做一次悬停(可认为是相对于月球静止);最后关闭发动 机,探测器自由下落.已知探测器的质量约为 1.3×103 kg, 地球质量约为月球的 81 倍,地球半径约为月球的 3.7 倍, 地球表面的重力加速度大小约为 9.8 m/s2.则此探测器 ()

高三物理二轮专题复习万有引力定律及其应用模板ppt课件

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4
(1)月球表面的③重力加速度g′; (2)小球④落在斜面上时的动能; (3)⑤月球的质量。
21
【审题】抓住信息,准确推断
关键信息
①沿水平方向 题 干 ②落到斜坡上
③重力加速度g′
问 题
④落在斜面上时的 动能
⑤月球的质量
信息挖掘
小球做平抛运动
平抛运动的位移与斜面倾角有 关
平抛运动在竖直方向自由落体 的加速度
mg′Lsinα=EkN-
1 2
mv
2 0
解得:EkN=416J
(3分) (2分)
(3)在月球表面处有:
G Mm =mg′
(2分)
R2
解得:M=
gR 2
=6.14×1022kg
(2分)
G
23
【点题】突破瓶颈,稳拿满分 (1)常见的思维障碍: ①在求解月球表面重力加速度g′时,把平抛运动的位移关系 tanα= y 误认为速度关系tanα= vy ,从而导致错误; ②在求解x 小球落在斜面上的动能时vx,不能利用平抛运动的规 律求出小球的位移,从而导致无法求出结果。 (2)因解答不规范导致的失分: ①在求解月球表面重力加速度g′时,把加速度的单位“m/s2” 误写成速度的单位“m/s”导致失分; ②在求解月球的质量时,没有把R=1600km换算单位,而直接代入 公式,使计算结果数量级错误,导致失分。
A.在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同
2
B.如果人到了该行星,其体重是地球上的2 3 倍
13
C.该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的 365 倍 D.由于该行星公转速率比地球大,地球上的米尺如果被带上该
行星,其长度一定会变短
5
3.双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕 其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现,双星系统 演化过程中,两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星 系统中两星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后,两星总质量 变为原来的k倍,两星之间的距离变为原来的n倍,则此时圆周运动的 周期为 ( )

2021届高考物理二轮复习PPT教学课件_专题二万有引力定律及其应用

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(教学提纲)2 0 2 1 届高考物理二轮复习获奖课件:专题二万有引 力定律 及其应 用(免 费下载 )
【解析】选C。对每一个行星而言,太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相
等S1=S2。“墨子号”卫星在轨道A点的速度大于在B点的速度,选项A、B错误;所
有行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,即 a 3
绕行的匀速圆周运动,已知火星的轨道半径r1=2.3×1011 m,地球的轨道半径为 r2=1.5×1011 m,根据你所掌握的物理和天文知识,估算出火星与地球相邻两次距 离最小的时间间隔约为 ( )
A.1年
B.2年
C.3年
D.4年
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行周期为T,已知火星半径为R,万有引力常量为G,由此可以估算( )
A.火星质量
B.探测器的质量
C.火星第一宇宙速度
D.火星平均密度
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思路
方法
若不计自转:
“g -R
①估质量:
法”,利用万有引力提供 G M m=mg得:M=
gR 2
重力
②估R 密2 度:
G
ρ= =
M
3g
V 4GR
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高考物理二轮复习专题一第4讲万有引力定律及其应用课件

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,则未知星球的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度
的2 2 倍,故B正确;设未知星球的质量为M星,静止在未知星
球上的物体质量为m,由万有引力等于物体的重力得mg星=
G2MR星m2 ,所以可得未知星球的质量约为 M星=8hGRx22v20,故C正
8hR2v20
确;根据ρ=
M 43πR3
可得未知星球的密度ρ=
力学知识,可以估算出这一时刻两颗中子星( )
A.质量之积
B.质量之和
C.速率之和
D.各自的自转角速度
解析:两颗中子星运动到某位置的示 意图如图所示. 每秒转动12圈,角速度已知, 中子星运动时,由万有引力提供向心力得 Gml21m2=m1ω2r1① Gml21m2=m2ω2r2② l=r1+r2③
=m
v2 r
,再结
合v=st 可以求出M=vG2r=st G2·θs =Gst32θ,选项C正确;由于不知
月球的半径,所以无法求出月球的密度,选项D错误.
答案:C
3.(多选)(2019·宁夏师大附中高三理综)一 宇航员在地球表面和某未知星球的表面上 分别做高度和初速度相同的平抛运动实 验:在离地面h高处让小球以v0的初速度 水平抛出,他测出在地球上小球落地点与抛出点的水平距离 为2x,在未知星球上小球落地点与抛出点的水平距离为x,已 知地球的半径为R,未知星球的半径为2R,万有引力常量为 G,则( )
间小于
T0 4
,A项错误;由于海王星运动过程中只受到太阳引力作
用,引力做功不改变海王星的机械能,即从Q到N的运动过程中海
王星的机械能守恒,B项错误;从M到Q的运动过程中引力与速度的
夹角大于90°,因此引力做负功,从Q到N的过程中,引力与速度的

高考物理二轮课件:1.4 万有引力定律及其应用

高考物理二轮课件:1.4 万有引力定律及其应用

=
������������2 ������
������������������ ������2
=
4������π2 2 r ������
2.v=ωr
专题一
考点一 考点二
第4讲
万有引力定律及其应用
高频考点 高考模拟
知识网络 考点三
-7-
变式训练1 上述例1中,如果知道冥王星卫星的环绕半径和运行 周期能否求出冥王星的密度?如果不能,要想求冥王星的密度还要 知道哪个物理量? 答案:不能。冥王星的星体半径。
2π 2 F 万 -mg=m( ) R ������ (������0 -������)������2
可得 R=
������������������ (2)在地球表面两极 2 =mg0 ������ ������
4 π2
由密度公式可得 ρ=4 解得 ρ=
������������2 (������0-������) 3����0
量 m 可约掉,故选项 B、C 错误;若知道卫星的运行周期和轨道半 径,则 AD
������������������ 2π 2 =m( ) r,整理得 ������ 2 ������
M=
4 π 2 ������ 3 ������������ 2
,故选项 D 正确。
解析
关闭
答案
专题一
考点一 考点二
第4讲
做“匀速圆周
=mg

2π 2 =mr( ) 。 ������
3.两类卫星:
������2 (1)近地卫星:G 2 =mg =m 。 ������ ������ ������������ 2π 2 (2)同步卫星:G =m(R+h)( ) (T=24 ������ (������+ℎ)2 ������������

高考物理第四章 第4课 万有引力定律及其应用课件课件


提醒探究
2.应用万有引力定律的基本思路有两条. (1)利用万有引力等于重力的关系,确定距地面高 h 处物体的重力加速度:由 Mm M G = mg′ ,得 g′ = G ,说明随着离地高度的增大,物体的重力加 (R+h)2 (R+h)2 速度将减小. (2)利用万有引力(也等于重力)构成星体做匀速圆周运动所需的向心力的关系, GMm 确定行星绕恒星(指太阳)、 卫星绕行星(指地球)做匀速圆周运动时的运动量. 即 2 r 4π r v2 2 =ma,其中向心加速度 a 的表达式通常有四种:a= 、a=ω r、a=vω 、a= 2 ; r T 用什么样的式子代入上式要根据题意灵活选择.
提醒探究
不同高度处的人造卫星在圆轨道上的运行速度 v=
GM , 其大 r
小随半径的增大而减小. 但是由于在人造地球卫星发射过程中火箭要 克服地球引力做功, 所以将卫星发射到离地球越远的轨道, 在地面上 所需的发射速度就越大. 发射人造卫星时,先将人造卫星发射至近地的圆周轨道上运动, 然后经再次启动发动机使卫星改在椭圆轨道上运动, 最后定点在一定 高度的圆周轨道上运动.
提醒探究
解析: 要实现飞船与空间站对接, 必须使飞船在较低轨道上加速, 飞船做离心运动的同时追上轨道空间站实现对接,故 A 正确,B、C、 D 均错误.
提醒探究
题型4 同步卫星及宇宙速度
1.环绕速度与发射速度的比较. 近地卫星的环绕速度 v= GM = gR=7.9 km/s,通常称为第 R
一宇宙速度, 它是地球周围所有圆周运动卫星的最大绕行速度, 是在 地面上发射卫星的最小发射速度.
提醒探究
解析:万有引力公式中引力常量 G 不是人为规定的,而是实验 测定的,A 错;使用公式时,要注意它适用于相距很远,可以看作质 点的物体间的相互作用,当 r 趋近于零时,物体就不能看作质点, 故万有引力不适应,B 错;两个物体间的万有引力是一对作用力与反 作用力的关系,不是平衡力,它们的大小取决于 m1 与 m2 的乘积, 而不取决于单个物体的质量大小,所以 C 对 D 错. 答案:C

高考物理二轮复习 专题四 万有引力定律及其应用课件 新人教版


的密度为( )
A.G3Tπ2g0g-0 g
B.G3Tπ2g0g-0 g
3π C.GT2
D.G3Tπ2gg0
解析:由万有引力定律可知在地球两极:GMRm2 =mg0, 在地球的赤道上:GMRm2 -mg=m2Tπ2R,地球的质量:M= 43πR3ρ,联立三式可得:ρ=G3Tπ2g0g-0 g,选项 B 正确.
【解析】 已知地球绕太阳运动的周期和地球的轨道半
径,只能求出太阳的质量,而不能求出地球的质量,选项 A
错误;已知月球绕地球运动的周期和地球的半径,而不知道
月球绕地球运动的轨道半径,不能求出地球的质量,选项 B
错误;已知月球绕地球运动的角速度和轨道半径,由
Mm G r2
=mrω2 可以求出地球的质量,选项 C 正确;已知月球绕地 球运动的周期和轨道半径,由 GMr2m=mr4Tπ22可求得地球质 量为 M=4GπT2r23,所以选项 D 正确.
专题四 万有引力定律及应用
考点 1 天体质量和密度的计算
一、基础知识梳理 1.万有引力定律表达式 F=Gmr1m2 2
2.万有引力定律在天体运动中的主要应用公式 (1)GMr2 m=mvr2=mrω2=mr4Tπ22. (2)GMr2m=mgr(gr 为 r 处的重力加速度). (3)对天体表面的物体 m0,在忽略自转时:GMR2m0= m0g(式中 R 为天体半径),可得 GM=gR2.
二、方法技巧总结 人造卫星的 a、v、ω、T 与轨道半径的关系
mvr2→v=
GrM→v∝
1 r
mω2r→ω=
GrM3 →ω∝
1 r3
越高越慢
GMr2m=ma→ma=4Tπ2G2rrM→2 →T=a∝r124GπM2r3→T∝ r3

高考物理 专题四 万有引力定律及其应用【高考复习课件】

图 4-4-1
A.飞船变轨前后的机械能相等 B.飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 C.飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的 角速度
D.飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后 沿圆轨道运动的加速度
答案:BC
解析:飞船点火变轨,前后的机械能不守恒,所以 A 不正 确;飞船在圆轨道上时的万有引力提供向心力,航天员出舱前 后都处于失重状态,B 正确;飞船在此圆轨道上运动的周期 90 分钟小于同步卫星运动的周期 24 小时,根据 T=2ωπ可知,飞船
易错点:人造卫星变轨问题
【例 1】一颗正在绕地球转动的人造卫星,由于受到阻力作
用则将会出现( B )
A.速度变小
B.动能增大
C.角速度变小
D.半径变大
错解分析:当卫星受到阻力作用时,由于卫星克服阻力做 功,故动能减小,速度变小,为了继续环绕地球,由卫星速度 v = GrM可知,v 减小则半径 r 必增大,又因 ω=vr,故 ω 变小, 可见应该选 A、C、D.
r=R,由于 ρ=4πMR3,结合 A 中分析结果得:ρT2=3Gπ,可见 D 3
不能够估算;地球表面的物体,其重力近似等于地球对物体的 引力,由 mg=GMRm2 得:M=RG2g,可见 B 能够估算.
2.(单选)(2011 年肇庆检测)“嫦娥二号”卫星于 2010 年 10 月 1 日 18 时 59 分 57 秒在西昌卫星发射中心发射升空,“嫦娥 二号”卫星在距月球表面约 100 km 高度的轨道上绕月运行,较 “嫦娥一号”距月表 200 km 的轨道要低,若把这两颗卫星的运 行都看成是绕月球做匀速圆周运动,下列说法正确的是( B )
速度、向心加速度是矢量.选项 D 正确. 4.在天体运动中,将两颗彼此距离较近的恒星称为双星.

榜教师用书1高考物理二轮复习 第4讲课件 万有引力定律及其应用

T2 3
行器绕地心飞行的轨道半径最接近1.7R,B正确。
方法二:由开普勒第三定律
r13 T12
,Tr2322其中r1=6.6R,T1=24
h,
T2=3 h,则r2=1.65R≈1.7R,B正确。
2.(2014·福建高考)若有一颗“宜居”行星,其质量为地球的p
倍,半径为地球的q倍,则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环
第4讲 万有引力定律及其应用
【主干回顾】
【核心精华】
知识规律
(1)一条黄金代换:GM=gR2。
(2)两条基本思路。
①天体附近:
G
Mm R2
mg。
②环绕卫星: G Mm m v2 mr2 mr(2)2。
r2
r
T
(3)两类卫星。
①近地卫星:
G
Mm R2
mg
m
v2 R

②同步卫星:
G(RMmh)2
在最低点的速率为v2,受到的弹力为F2,则有
F1
mg
m
v12 R
,
F2
mg
m
v22 R
砝码由最高点到最低点,由机械能守恒定律得:
mg
2R
1 2
mv12
1 2
mv
2 2
拉力传感器读数差为ΔF=F2-F,A、B错误;在星球表面附
6m
近有:
G
M=mmg,则M=
R2
第二步:审问题——明确目标 银河系中恒星数目→求银河系的质量为太阳质量的倍数
【解析】选B。研究地球绕太阳做圆周运动的向心力,由太阳
对地球的万有引力充当,根据万有引力定律和牛顿第二定律有
G
Mm R2
,整m v理2 得M=
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