高考物理大一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天基础课4万有引力与航天课件粤教版


知识点三、第二宇宙速度和第三宇宙速度 名称 大小 意义 地球 的引 使物体挣脱______ 11.2 ____km/s 力束缚,离开地球的最小 发射速度。 太阳 的引力 使物体挣脱_____
第二宇宙速度 (逃逸速度)
第三宇宙速度
16.7 _____km/s
束缚,飞到太阳系外的最
小发射速度。
知识点四、经典时空观和相对论时空观 1.经典时空观 运动状态 而改变的。 (1)在经典力学中,物体的质量是不随__________
地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上,设地球质量
为M,半径为R。下列说法正确的是( )
图2
GMm A.地球对一颗卫星的引力大小为 (r-R)2 GMm B.一颗卫星对地球的引力大小为 2 r Gm2 C.两颗卫星之间的引力大小为 2 3r 3GMm D.三颗卫星对地球引力的合力大小为 2 r
2.星体表面上的重力加速度 (1)在地球表面附近的重力加速度 g(不考虑地球自转): mM GM mg=G 2 ,得 g= 2 R R (2)在地球上空距离地心 r=R+h 处的重力加速度为 g′ GMm GM mg′= ,得 g′= (R+h)2 (R+h)2 2 g (R+h) 所以 = g′ R2
图1
Mm (1)在赤道上:G 2 =mg1+mω2R。 R Mm (2)在两极上:G 2 =mg2。 R Mm (3)在一般位置:万有引力 G 2 等于重力 mg 与向心力 F 向 R 的矢量和。 越靠近南北两极 g 值越大,由于物体随地球自转所需的向心 GMm 力较小,常认为万有引力近似等于重力,即 2 =mg。 R
)
)
(9) 狭义相对论认为在不同惯性参考系中真空中的光速不变。 ( )
答案
(1)×
(2)√
(3)×
(4)√
(5)×
(6)×
(7)√
(8)× (9)√
万有引力定律的理解及应用 1.万有引力与重力的关系
地球对物体的万有引力 F 表现为两个效果:一是重力 mg ,二
是提供物体随地球自转的向心力F向,如图1所示。
(2)在经典力学中,同一物理过程发生的位移和对应时间的测 相同 的。 量结果在不同的参考系中是_______
2.相对论时空观 (1)在狭义相对论中,物体的质量是随物体运动速度的增 m0 增大 的,用公式表示为 m= 大而______ 2 。 v 1- 2 c (2)在狭义相对论中,同一物理过程发生的位移和对应时 不同 的。 间的测量结果在不同卫星之间的距离应为地心与卫星之间的距离, 选项 A 错误,B 正确;两颗相邻卫星与地球球心的连线互成 120° 角,间距为 3r,代入数据得,两颗卫星之间引力大小为 Gm2 ,选项 C 正确;三颗卫星对地球引力的合力为零,选项 3r2 D 错误。
答案
BC
3 . [ 重力加速度的计算 ] 宇航员王亚平在“天宫 1 号”飞船内进
1. [ 物理学史 ]( 多选 )第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长 而曲折,牛顿在他们研究的基础上,得出了科学史上最伟大 的定律之一 ——万有引力定律。下列有关万有引力定律的说
法中正确的是(
)
A.开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是 椭圆 B.太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星 C.库仑利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值 D.牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律 的知识
基础课4 万有引力与航天
知识点一、万有引力定律及其应用 1.内容:宇宙间的一切物体都是相互吸引的。两个物体间引力
的方向在它们的连线上,引力的大小跟它们的质量的乘积
成正比 ,跟它们之间距离的二次方________ _______ 成反比 。 m1m2 G 2 2.表达式:F=____________ r G为引力常量:G=6.67×10-11 N· m2/kg2。
解析
开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是
椭圆,太阳与行星之间引力的规律既适用于其他行星,也适用 于行星与它的卫星,选项A正确,B错误;引力常量G的数值是 卡文迪许测出的,选项 C 错误;牛顿在发现万有引力定律的过
程中应用了牛顿第三定律的知识,选项D正确。
答案 AD
2.[万有引力定律的应用 ](多选)如图2所示,三颗质量均为m的
3.狭义相对论的两条基本假设
(1)相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是 不同 的。 _______ (2)光速不变原理:不管在哪个惯性系中,测得的真空中的光 不变 的。 速都是________
[思考判断] (1)两物体间的距离趋近于0时,万有引力趋近于无穷大。( )
(2)行星在椭圆轨道上运行速率是变化的,离太阳越远,运行速率
周运动时具有的速度。 最大环绕 速度,也是人造地 3.第一宇宙速度是人造卫星的 ___________ 最小发射 速度。 球卫星的___________ 4.第一宇宙速度的计算方法 GM 2 v Mm R (1)由 G 2 =m R 得 v=_________ =7.9 km/s R v2 (2)由 mg=m R 得 v= gR=7.9 km/s
越小。( ) ) )
(3)近地卫星距离地球最近,环绕速度最小。(
(4)人造地球卫星绕地球运动,其轨道平面一定过地心。( (5)地球同步卫星根据需要可以定点在北方正上空。( )
(6) 极地卫星通过地球两极,且始终和地球某一经线平面重合。
( )
(7)发射火星探测器的速度必须大于11.2 km/s。(
(8)牛顿运动定律可以解决自然界中的所有问题。(
行了我国首次太空授课,演示了一些完全失重状态下的物理
现象。若飞船质量为m,距地面高度为h,地球质量为M,半 径为 R ,引力常量为 G ,则飞船所在处的重力加速度大小为 (
3.适用条件 质点 间的相互作用。当两个物体间的距离远 (1)公式适用于______ 远大于物体本身的大小时,物体可视为质点。 两球心间 的距离。 (2)质量分布均匀的球体可视为质点,r是_________
知识点二、环绕速度
7.9 km/s。 环绕速度 ,其数值为_____ 1.第一宇宙速度又叫__________ 地面附近 绕地球做匀速圆 2.第一宇宙速度是人造地球卫星在__________
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第4单元-曲线运动 万有引力与航天-物理-新课标(广东省专用)

第4单元-曲线运动 万有引力与航天-物理-新课标(广东省专用)

2.本讲教学可以按下面的思路安排: (1)通过例 1 和变式题帮助学生理解曲线运动的特点和 做曲线运动的条件. (2) 结合例 2 和变式题加强对运动的合成与分解的理 解,体会合速度与分速度、合位移与分位移、合运动与分 运动的联系与区别. (3)通过例 3 和变式题让学生体会连接体问题的速度解 决方法.
第16讲 │ 要点探究
变式题 AC [解析] 由曲线运动知识可知:物体 运动的轨迹一定夹在合力与速度之间, a 的方向也就是 合外力的方向,故 A、C 正确.
第16讲 │ 要点探究
► 探究点二 运动的合成与分解
1. 运动的合成与分解实质是对描述物体运动的参量 (位移、速度、加速度)进行合成与分解,与力的合成与分 解一样,遵从平行四边形定则. 2.合运动的性质可由合初速度与合加速度进行判断: (1)两个匀速直线运动的合运动一定为匀速直线运 动; (2)合初速度与合加速度共线,物体做直线运动; (3)合初速度与合加速度不共线,物体做曲线运动, 合外力恒定时物体做匀变速曲线运动.
L 2 2 u + v v u (2)偏上游与河岸夹角 α=arccosv (1)垂直河岸 L v
例2
L L v2 - u2 [解析] (1)为使渡河时间最短,必须使垂直于河岸的分速度 尽可能大,即应沿垂直于河岸的方向划船,则渡河经历的时间 L 为 t1 = v , uL 小船沿平行河岸的分位移为 x′=ut1= v , L 所以小船渡河位移 x1= L2+x′2= v u2+v2.
第16讲 │ 要点探究
2.动力学特征:由于物体速度时刻变化,说明存在加速 度,根据牛顿第二定律可知做曲线运动的物体所受合外力一 定不为零且和速度始终有夹角 (曲线运动条件).合外力在垂 直速度方向上的分力改变物体速度方向,合外力在沿速度所 在直线上的分力改变物体速度大小. 3.轨迹特征:曲线运动的轨迹始终夹在合力的方向与速 度的方向之间,而且向合力的一侧弯曲,或者说合力的方向 总指向曲线的“凹”侧. 4.能量特征:如果物体所受合外力始终和物体速度垂直, 则合外力对物体不做功,物体动能不变;若合外力不与物体 速度垂直,则合外力对物体做功,物体动能发生变化.

高考物理大一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天第4讲万有引力与航天课件

高考物理大一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天第4讲万有引力与航天课件

题组阶梯突破 3.过去几千年来,人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内,行星“51 peg b” 的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕.“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运 动,周期约为4天,轨道半径约为地球绕太阳运动半径
的 1 ,该中心恒星与太阳的质量比约为
20
1
A. 10
B.1√
C.5
D.10
1.天体半径和卫星的轨道半径 通常把天体看成一个球体,天体的半径指的是球体的半径.卫星的轨道 半径指的是卫星围绕天体做圆周运动的圆的半径.卫星的轨道半径大于 等于天体的半径. 2.自转周期和公转周期 自转周期是指天体绕自身某轴线运动一周所用的时间,公转周期是指 卫星绕中心天体做圆周运动一周所用的时间.自转周期与公转周期一般 不相等.
B.4倍
D.64倍

天体表面的重力加速度 g=GRM2 ,又知 ρ=MV =43πMR3,所以 M=16π92gρ32G3,
故MM星 地=(gg星 地)3=64.
3
命题点二
天体质量和密度的估算
天体质量和密度常用的估算方法
使用方 已知 法量
M利r2m用公4T式π22

r、T GMr2m =vrm2 r
R-d A.R+h
R-d2 B.R+h2
R-dR+h2 R-dR+h
√C.
R3
D.
R2
方法感悟
万有引力的“两点理解”和“两个推论”
1.两物体相互作用的万有引力是一对作用力和反作用力.
2.地球上的物体受到的重力只是万有引力的一个分力.
3.万有引力的两个有用推论
(1)推论1:在匀质球壳的空腔内任意位置处,质点受到球壳的万有引力的合力为
√A.P1的平均密度比P2的大

高考物理大一轮复习 第四章 第四节 万有引力与航天课件

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1.(单选)关于万有引力公式 F=Gmr1m2 2,以下说法 中正确的是( C ) A.公式只适用于星球之间的引力计算,不适用于质量较小的 物体 B.当两物体间的距离趋近于 0 时,万有引力趋近于无穷大 C.两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律 D.公式中引力常量 G 的值是牛顿规定的
二、宇宙速度
1.(单选)(2014·高考新课标全国卷Ⅱ)假设地球可视
为质量均匀分布的球体.已知地球表面重力加速度在两极的大
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
小为 g0,在赤道的大小为 g;地球自转的周期为 T,引力常量 为 G.地球的密度为( B )
A.G3Tπ2g0g-0 g 3π
C.GT2
B.G3Tπ2g0g-0 g D.G3Tπ2gg0
第三宇宙速度 (逃逸速度)
16.7
使物体挣脱__太__阳________引力束缚 的最小发射速度.
2.(单选)嫦娥三号的成功登月再次表明我国已具 备火星探测能力,假设我国欲发射一颗探测火星 的卫星,其 发射速度v应为( C ) A.7.9 km/s B.7.9 km/s<v<11.2 km/s C.11.2 km/s<v<16.7 km/s D.v≥16.7 km/s
=gR2 G
B.太阳的质量 m 太=4GπT2L2232 C.月球的质量 m 月=4GπT2L2131
D.可求月球、地球及太阳的密度
[解析] 对地球表面的一个物体 m0 来说,应有 m0g=GmR地2m0, 所以地球质量 m 地=gGR2,选项 A 正确.对地球绕太阳运动来 说,有GmL太22m地=m 地4Tπ222L2,则 m 太=4GπT2L2232,B 项正确.对月 球绕地球运动来说,能求地球质量,不知道月球的相关参量
2.天体质量和密度的计算 (1)利用天体表面的重力加速度 g 和天体半径 R. 由于 GMRm2 =mg,故天体质量 M=gGR2,

高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 万有引力与航天课件精选课件

高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 万有引力与航天课件精选课件

(1)水流的初速度 v0 大小为多少? (2)若不计挡水板的大小,则轮子转动的角速度为多少?
[解析] (1)水流做平抛运动,有 h-Rsin 37°=12gt2
解得 t=
2h-Rsin g
37°=1
s
所以 vy=gt=10 m/s,由图可知: v0=vytan 37°=7.5 m/s. (2)由图可知:v=sinv30 7°=12.5 m/s,根据 ω=Rv可得 ω=
第四章 曲线运动 万有引力 与航天
本章备考特供
名师坐堂·讲方法 解题方法系列讲座(四) 抛体运动与圆周运动相结合的综
合问题 通常是圆周运动与斜轨道、平台相关联的匀速直线运动、 平抛运动、竖直上抛运动,要根据各阶段的受力情况确定运动 情况,列牛顿定律方程结合运动学公式或从能量的观点去解 决.而天体表面的抛体运动则经常与万有引力定律结合来求 解.围绕天体做匀速圆周运动物体的有关物理量,解决的途径 是通过抛体运动求天体表面的重力加速度,再根据万有引力定 律求T、ω、天体质量或密度,也可以只根据万有引力定律求 重力加速度,再分析抛体运动.
-12gt21

代入数值解得 R′=0.075 m. [答案] (1)2 m/s (2)0.2 s (3)0.075 m
3.抛体运动规律在天体运动中的应用问题 典例3 宇航员站在一星球表面,沿水平方向以v0的初速 度抛出一个小球,测得抛出点的高度为h,抛出点与落地点之 间的水平距离为L,已知该星球的半径为R,求该星球的第一 宇宙速度.(即人造卫星在该星球表面做匀速圆周运动必须具 有的速度)
(1)小球到达 C 点的速度 vc 为多少? (2)圆筒转动的最大周期 T 为多少? (3)在圆筒以最大周期 T 转动的情况下,要完成上述运动圆 筒的半径 R′必须为多少?

高三物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第4节 万有引力定律及其应用课件

高三物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第4节 万有引力定律及其应用课件
1.“自力更生”法(g-R) 利用天体表面的重力加速度 g 和天体半径 R。 (1)由 GMRm2 =mg 得天体质量 M=gGR2。 (2)天体密度 ρ=MV =43πMR3=4π3GgR。 (3)GM=gR2 称为黄金代换公式。
2.“借助外援”法(T-r) 测出卫星绕天体做匀速圆周运动的周期 T 和半径 r。 (1)由 GMr2m=m4Tπ22r得天体的质量 M=4GπT2r23。 (2)若已知天体的半径 R,则天体的密度 ρ=MV =43πMR3=GT3π2rR3 3。 (3)若卫星绕天体表面运行时,可认为轨道半径 r 等于天体半径 R,则天体密度 ρ=G3Tπ2,可见,只要测出卫星环绕天体表面运动的 周期 T,就可估算出中心天体的密度。
重力是由于物体受到地球的万有引力而产生的,严格说 重力只是万有引力的一个分力,另一个分力提供物体随地球 自转做圆周运动的向心力,但由于向心力很小,一般情况下 认为重力约等于万有引力,即 mg=GRM2m,这样重力加速度 就与行星质量、半径联系在一起,高考也多次在此命题。
[多维探究]
(一)求天体表面某高度处的重力加速度
[典例 1] (2015·重庆高考)宇航员王亚平在“天宫 1
号”飞船内进行了我国首次太空授课,演示了一些完全失重
状态下的物理现象。若飞船质量为 m,距地面高度为 h,地
球质量为 M,半径为 R,引力常量为 G,则飞船所在处的重
力加速度大小为
()
A.0
B.RG+Mh2
C.RG+Mhm2
D.GhM2
解析
成是同一平面内的同方向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

高考物理一轮复习:4-4《万有引力与航天》ppt课件

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基础自测 教材梳理 考点突破 题型透析 学科培优 素能提升 课时训练 规范解答 首页 上页 下页 尾页 并通过掷硬币和掷骰子的试验,引入古典概型,通过转盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生(取整数值的)随机数的方法,以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的定义,通过抛掷硬币的试验,观察正面朝上的次数和
基础自测 教材梳理
基础自测
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பைடு நூலகம்
1.(开普勒三定律的理解)火星和火木星星和沿木星在椭圆轨道上运行,太阳位
各自的椭圆轨道绕太阳运行,根于据椭开圆普轨道的一个焦点上,选项 A错误;
勒行星运动定律可知
由(于火C 星) 和木星在不同的轨道上运行,
A.太阳位于木星运行轨道的中且心是椭圆轨道,速度大小不断变化,火 B始.终火相星等和木星绕太阳运行速度内星 选的容和 项大木小B星错的误运;行由速开度普大勒小第不三一定定律相可等知,, C.火星与木星公转周期之比的Ta平3火火2 =方Ta等3木2木=k,即TT2火 木2 =aa3火 3木,选项 C 正确;
基础自测 教材梳理
基础自测
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2.(万有引力定律的理解)(多选)如图所 示,P、Q为质量均为m的两个质点, 分别置于地球表面上的不同纬度上,如
果把地球看成一个均匀球体,P、Q两
质点随地球自转做匀速圆周运动,内则容下
列说法正确的是
( AC )
A.P、Q受地球引力大小相等
B.P、Q做圆周运动的向心力大小相等
高基三础自物测理一轮复习
教材梳理
第四章
曲线运动
万有引基础力自测与航天 教材梳理

高考物理一轮复习 第四章 曲线运动万有引力与航天 第四节 万有引力与航天课件


3.对相对论的基本认识,下列说法正确的是 (A ) A.相对论认为:真空中的光速在不同惯性参考系中都是相 同的 B.爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量 C.在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的钟走得比 地球上快 D.我们发现竖直向上高速运动的小球在水平方向上变扁了
对万有引力定律的理解及应用 【知识提炼】
GM ____R____.
②由 mg=mvR2得 v=___g_R____.
2.第二宇宙速度(脱离速度):v2=__1_1_.2__km/s,使物体挣脱 __地__球__引力束缚的最小发射速度.
3.第三宇宙速度(逃逸速度):v3=___1_6_.7__ km/s,使物体挣 脱___太__阳___引力束缚的最小发射速度.
[解析]
GM月
设月球表面的重力加速度为
g

,则g月= g地
R2月 GM地

R2地
MM月 地·RR2地 2月=811×3.72,解得 g 月≈1.7 m/s2.由 v2=2g 月 h 得,着
陆前的速度为 v= 2g月h= 2×1.7×4 m/s≈3.7 m/s,选项 A 错误.悬停时受到的反冲力 F=mg 月≈2×103 N,选项 Байду номын сангаас 正确.从离开近月圆轨道到着陆过程中,除月球引力做功外,
3.适用条件 (1)严格地说,公式只适用于__质__点__间的相互作用,当两个物 体间的距离__远__大__于__物体本身的大小时,物体可视为质点. (2)均匀的球体可视为质点,其中 r 是_两__球__心___间的距离.一 个均匀球体与球外一个质点间的万有引力也适用,其中 r 为 ___球__心___到质点的距离.
1.判断正误
(1)地面上的物体所受地球引力的大小均由 F=Gmr1m2 2决定,

高考物理一轮复习 第4章 曲线运动万有引力与航天 第四节 万有引力与航天课件


v、T
GMr2m=mvr2
GMr2m=
4mπ2r T2
利用天
M=2vπ3TG
只能得到 中心天体 的质量
体表面M=gGR2
______
速度
12/13/2021
第二十页,共六十九页。
[突破训练] 1.(多选)(2018·河北大名一中模拟)通过观测冥王星的卫星,可 以推算出冥王星的质量.假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动, 除了引力常量外,至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的 质量.这两个物理量可以是( ) A.卫星的速度和角速度 B.卫星的质量和轨道半径 C.卫星的质量和角速度 D.卫星的运行周期和轨道半径
C.万有引力提供近地卫星绕地球运动的向心力
M地m G R2
=m4πT22R,且 ρ 地=43πMR地3,由以上两式得 ρ 地=G3Tπ2.而ρρ星 地=MV星星MV地 地
=ba,因而 ρ 星=a3GπTb2,C 正确.
12/13/2021
第二十八页,共六十九页。
2.(多选)(2018·福建泉州质检)我国于 2016 年发射“天宫二 号”,并计划于 2020 年发射“火星探测器”.设“天宫二号” 绕地球做圆周运动的半径为 r1、周期为 T1;“火星探测器”绕 火星做圆周运动的半径为 r2、周期为 T2,万有引力常量为 G. 根据题设条件,可得( ) A.关系式Tr1321=Tr2322 B.地球与火星的平均密度之比为TT2122 C.地球与火星的质量之比为rr3132TT2212 D.“天宫二号” 和“火星探测器”的向心加速度大小之比为rr12TT2212
12/13/2021
第十二页,共六十九页。
用万有引力定律的两个推论计算万有引力 推论Ⅰ:在匀质球壳的空腔内任意位置处,质点受到球壳的万 有引力的合力为零,即∑F=0.
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