高考一轮复习备考资料之物理人教版课件:第四章 第4讲 万有引力定律及应用

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2024届高考物理一轮总复习第四章曲线运动万有引力定律第4节万有引力定律及其应用课件

2024届高考物理一轮总复习第四章曲线运动万有引力定律第4节万有引力定律及其应用课件
图 4-4-1
A.卫星在 A 点的速度最大 B.卫星在 C 点的加速度最大 C.卫星从 A 经 D 到 C 的运动时间为T2 D.卫星从 B 经 A 到 D 的运动时间为T2
答案:AC
3.(2022 年河北卷)2008 年,我国天文学家利用国家天文台兴
隆观测基地的 2.16 米望远镜,发现了一颗绕恒星 HD173416 运动
答案:B
方法技巧 估算天体质量和密度的四点注意
(1)利用万有引力提供天体圆周运动的向心力估算天体质量 时,估算的只是中心天体的质量,而非环绕天体的质量.
(2)区别天体半径 R 和卫星轨道半径 r,只有在天体表面附近 的卫星,才有 r≈R;计算天体密度时,V=43πR3 中的“R”只能是 中心天体的半径.
速直线运动,根据运动学公式可知 0=v0-at0,解得 a=vt00,匀减 速过程,根据牛顿第二定律得 F-mg 火=ma,解得着陆器受到的
制动力大小为 F=mg 火+ma=m0.4g+vt00,故 B 正确. 答案:B
考向 3 天体表面某深度处的重力加速度
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 万有引力的合力为零,即∑F 引=0.
当 r=R 时 利 用 近 地
ρ=G3Tπ2
卫星只需 测出其运
ρ=4π3GgR 行周期
【典题 4】(2021 年湖北汉阳月考)根据以下信息,并查阅资料 获知火星的质量和万有引力常量,则可估算出( )
中国首次火星探测任务环绕火星获得成功 据央视新闻客户端消息,记者从国家航天局获悉,刚刚,中国首 次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动.环绕器 3000 N 轨控发动机点火工作约 15 分钟,探测器顺利进入近火点高 度约 400 千米,周期约 10 个地球日,倾角约 10°的大椭圆环火轨 道,成为我国第一颗人造火星卫星,实现“绕、着、巡”第一步 “绕”的目标,环绕火星获得成功.

高考物理一轮复习专题:第讲万有引力定律及其应用课件

高考物理一轮复习专题:第讲万有引力定律及其应用课件
第一部分
专题整合突破
专题一 力与运动
第4讲 万有引力定律及其应用
1.(2019·全国卷Ⅰ,21)(多选)在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上,
把物体P轻放在弹簧上端,P由静止向下运动,物体的加速度a与弹簧的压缩量 x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧,改用物体Q完 成同样的过程,其a-x关系如图中虚线所示。假设两星球均为质量均匀分布 的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍,则( )
3.(2019·全国卷Ⅲ,15)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金、a地、a火,它们沿轨道运行的速率分别 为v金、v地、v火。已知它们的轨道半径R金<R地<R火,由此可以判定( )
A.a金>a地>a火
B.a火>a地>a金
A
C.v地>v火>v金 D.v火>v地>v金
2 0 2 1 届高考 物理一 轮复习 专题: 第4讲 万 有 引 力定律 及其应 用 课 件
5.(2019·天津,1)2018年12月8日,肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥
四号探测器成功发射,“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测,率先在 月背刻上了中国足迹”。已知月球的质量为M、半径为R,探测器的质量为m, 引力常量为G,嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时,探测器 的( )
由 GmRM2 =mvR2得速度 v=
GM R
由于 R 金<R 地<R 火
所以 a 金>a 地>a 火,v 金>v 地>v 火,选项 A 正确。
2 0 2 1 届高考 物理一 轮复习 专题: 第4讲 万 有 引 力定律 及其应 用 课 件

高考物理 一轮复习 第四章 第4讲 万有引力定律与航天

高考物理 一轮复习 第四章 第4讲 万有引力定律与航天

高三一轮总复习 ·物理
第四章 曲线运动 万有引力定律及其应用
高三一轮总复习 ·物理
第四章 曲线运动 万有引力定律及其应用
三、三种宇宙速度
宇宙 数值/ 速度 (km·s-1)
意义
第一宇 宙速度
7.9
卫星绕地球做圆周运动的最小发射速
度.若__7_.9__k_m_/_s_≤v<_1_1_._2_k__m_/_s__, 物体绕__地__球____运行(环绕速度)
天体质量 M、密度 ρ 的估算:测出卫星绕天体做匀速圆周 运动的半径 r 和周期 T,由 GMr2m=m4Tπ22r,得 M=4GπT2r23,ρ=MV =43πMR3=G3Tπ2rR3 3(R 为天体的半径).当卫星沿天体表面绕天体运 行时,r=R,则 ρ=G3Tπ2.
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第四章 曲线运动 万有引力定律及其应用
2.应用万有引力定律分析天体的运动
基本思路:把天体(或人造卫星)的运动看成匀速圆周运动,
其所需向心力由___万__有__引__力___提供.
GM
GMr2m=mmmωvar,22,r,av=ω==
r2
GM r
GM r3
m4Tπ22r,T= 2π
r3 GM
代换关系:忽略天体自转,在天体表面可以认为 GmRM2 = mg,即 GM=___g_R_2___.(黄金代换)
【解析】 探测器在轨道Ⅰ运行时的万有引力小于在月球
表面时的万有引力,根据牛顿第二定律,探测器在轨道Ⅰ运行
时的加速度小于月球表面的重力加速度,故
A
错误;根据
Mm G r2
=ma 知轨道半径相同,则加速度相同,故探测器在轨道Ⅰ经
过 P 点时的加速度等于在轨道Ⅱ经过 P 时的加速度,故 B 错误;

高考物理大一轮复习 第四章 第四节 万有引力与航天课件

高考物理大一轮复习 第四章 第四节 万有引力与航天课件

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章第4节万有引力与航天课件高三全册物理课件

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的重力加速度 g0 的比值。 解析:由 GMRm2 =mg 得地球及月球表面的重力加速度分别为 g0
=GRM20 、g=GRm2 ,所以gg0=MmRR202=38.612=0.16。
答案:0.16
12/13/2021
第二十七页,共七十四页。
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考法 3 天体质量或密度的估算
5.(多选)要计算地球的质量,除已知的一些常识性数据外还需知 道某些数据,下列给出的各组数据中,可以计算出地球质量的是( )
12/13/2021
第二十二页,共七十四页。
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考法 1 万有引力定律的简单应用
1.已知两个质点相距为 r 时,它们之间的万有引力大小为 F。
若只将它们之间的距离变为 2r,则它们之间的万有引力大小为( )
A.4F
B.2F
1 C.4F
1 D.2F
C [由 F=Gmr1m2 2可知,当距离为 2r 时,万有引力为14F,选项
火星的半径,设探测器绕火星运行的轨道半径为 r,根据 v=2Tπr可得 r=v2Tπ,
v3T 又GMr2m=mvr2,得 M=2vπ3TG,选项 A 错误;火星的平均密度 ρ=MV =234ππGr3=G3Tπ2,
Gv3T
选项
B
正确;火星表面的重力加速度大小
g
火=GrM2 =
2πG r2
=2Tπv,选项
B [开普勒在前人观测数据的基础上,总结出了行星运动的规 律,与牛顿定律无联系,选项 A 错误,选项 B 正确;开普勒总结出 了行星运动的规律,但没有找出行星按照这些规律运动的原因,选 项 C 错误;牛顿发现了万有引力定律,选项 D 错误。]
12/13/2021
第八页,共七十四页。

高考物理一轮复习 第四章 第4节 万有引力与航天课件

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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
深 化



·
分别是:1 月 6 日木星冲日;4 月 9 日火星冲日;5 月 11 日

核 心
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
·



脉 搏
表面发射到 h 高度的轨道上,与在该轨道绕月球做圆周运动
学 习
· 的飞船对接,然后由飞船送“玉兔”返回地球.设“玉兔”



突 质量为 m,月球半径为 R,月面的重力加速度为 g 月.

时 提


菜单
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以月面为零势能面,“玉兔”在 h 高度的引力势能可表 养

·


2.命题 合,可以出选择题,也可以出计算题.主要考查点有天体质量 ·

切 趋势 或密度估算、天体运行规律、卫星的发射、运动、变轨以及与 化



其他考点的综合应用.

·
核 3.选材 以天体问题为背景的信息给予题或结合最新航天科技成就为命


突 破
特点
题背景.
时 提


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高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天第4节万有引力与航天课件新人教版


考点二 天体质量和密度的计算
1.解决天体(卫星)运动问题的基本思路
3.(多选)如图所示,三颗质量均为 m 的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( )
A.地球对一颗卫星的引力大小为Gr-MRm2 B.一颗卫星对地球的引力大小为GMr2 m C.两颗卫星之间的引力大小为G3mr22 D.三颗卫星对地球引力的合力大小为3GrM2 m
解析: CD [海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,由开普勒第二定 律可知,从 P→Q 速度逐渐减小,故从 P 到 M 所用时间小于 T0/4, 选项 A 错误,C 正确;从 Q 到 N 阶段,只受太阳的引力,故机械能 守恒,选项 B 错误;从 M 到 N 阶段经过 Q 点时速度最小,故万有 引力对它先做负功后做正功,选项 D 正确.]
2.对万有引力定律的理解 公式 F=Gmr1m2 2适用于 质点 、均匀介质球体或球壳之间万有引 球 壳的质量集中于 球心 ,r 为两 球心 的距离,引力的方向沿两 球心 的连线.
判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”. (1)所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆.( √ ) (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 率越大.( × ) (3)只有天体之间才存在万有引力.( × ) (4)只要知道两个物体的质量和两个物体之间的距离,就可以由 F=Gmr1m2 2计算物体间的万有引力.( × ) (5)地面上的物体所受地球的引力方向一定指向地心.( √ ) (6)两物体间的距离趋近于零时,万有引力趋近于无穷大.( × )
A.从 P 到 M 所用的时间等于 T0/4 B.从 Q 到 N 阶段,机械能逐渐变大 C.从 P 到 Q 阶段,速率逐渐变小 D.从 M 到 N 阶段,万有引力对它先做负功后做正功 [思路分析] 天体绕太阳做椭圆运动时,近日点速率最大,远日 点速率最小,结合动能定理可以确定出万有引力的做功情况,结合 机械能守恒条件可知,机械能守恒.

高考物理一轮复习 第4章 第4单元 万有引力与航天课件 新人教版

[答案(dáàn)] D
第十五页,共40页。
[规律总结] 解决天体(卫星)运动的基本思路
(1)把天体(或人造卫星)的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心 力由万有引力提供,关系式:GMr2m=mvr2=mω2r=m(2Tπ)2r. (2)在地球表面或地面附近的物体所受的重力可认为等于地球对 物体的引力,即 mg=GMRm2 .
第4单元(dānyuán) 万有引力与航天
第一页,共40页。
夯实(hānɡ shí) 必备知识
第二页,共40页。
必备知识一 万有引力定律
1.开普勒行星运动定律 (1)开普勒第一定律(轨道定律):所有行星绕太阳运动的轨道都是 ___椭__圆__(t,u太ǒy阳uá处n)在所有____椭__圆_的(tu一ǒy个uá焦n)点上. (2)开普勒第二定律(面积定律):对任意(rènyì)一个行星来说,它与太阳
答案(dáàn):A、C、D
第二十五页,共40页。
要点三 卫星变轨问题的分析
当卫星由于某种原因速度突然改变时(开启或关闭发动机或空
气阻力作用),万有引力不再等于向心力,卫星将变轨运行: 1.当卫星的速度突然增加时,GMr2m<mvr2,即万有引力不足以提 供向心力,卫星将做离心运动,脱离原来的圆轨道,轨道半径变
第二十七页,共40页。
[例 3] “天宫一号”被长征二号火箭发射后,准确 进入预定轨道,如图所示,“天宫一号”在轨道 1 上运行 4 周后,在 Q 点开启发动机短时间加速,关 闭发动机后,“天宫一号”沿椭圆轨道 2 运行到达 P 点,开启发动机再次加速,进入轨道 3 绕地球做 圆周运动,“天宫一号”在图示轨道 1、2、3 上正 常运行时,下列说法正确的是( ) A.“天宫一号”在轨道 3 上的速率大于在轨道 1 上的速率 B.“天宫一号”在轨道 3 上的角速度大于在轨道 1 上的角速度 C.“天宫一号”在轨道 1 上经过 Q 点的加速度大于它在轨道 2 上经过 Q 点的加速度 D.“天宫一号”在轨道 2 上经过 P 点的加速度等于它在轨道 3 上经过 P 点的加速度

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


【典题例析】 (多选)(2015·高考全国卷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( BD )
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,
其方向总是指向地心.( )
(2)只有天体之间才存在万有引力.( )
(3)只要已知两个物体的质量和两个物体之间的距离,就可以
由 F=GMRm2 计算物体间的万有引力.(
)
(4)当两物体间的距离趋近于 0 时,万有引力趋近于无穷
第四章曲线运动万有引力与航天
第四节 万有引力与航天
一、万有引力定律 1.内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在 它们的连线上,引力的大小与物体的质量 m1 和 m2 的乘积成 __正__比____,与它们之间距离 r 的二次方成__反__比____. 2.公式:F=_G__m_r1_m2__2_,其中 G=6.67×10-11 N·m2/kg2.
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】
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.

高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 万有引力定律 第4课时 万有引力定律及其应用课件


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【例2】 (2015·泰安模拟)如图所示,“嫦娥三号”探测器发射到月球上要经过多次变轨,最终降落到月球表面上,其中轨道Ⅰ为圆形.下列说法正确的是( )
A.探测器在轨道Ⅰ运行时的加速度大于月球表面的重力加速度 B.探测器在轨道Ⅰ经过P点时的加速度小于在轨道Ⅱ经过P点时的加速度 C.探测器在轨道Ⅰ的运行周期大于在轨道Ⅱ的运行周期 D.探测器在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ必须点火加速
第4课时 万有引力定律及其应用
考点一 万有引力定律在天体运行中的应用
【例1】 (多选)(2015·石家庄模拟)如图所示,飞行器P绕某星球做匀速圆周运动,星球相对飞行器的张角为θ,下列说法正确的是( ) A.轨道半径越大,周期越长 B.轨道半径越大,速度越大 C.若测得周期和张角,可得到星球的平均密度 D.若测得周期和轨道半径,可得到星球的平均密度
方 法 技 巧 思 维 提 升
[典例] (多选)宇宙中,两颗靠得比较近的恒星,只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转,称之为双星系统.在浩瀚的银河系中,多数恒星都是双星系统.设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动,如图所示.若AO>OB,则( ) A.星球A的质量一定大于星球B的质量 B.星球A的线速度一定大于星球B的线速度 C.双星间距离一定,双星的质量越大,其转动周期越大 D.双星的质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越大
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