2019年高考物理一轮复习第4章曲线运动万有引力与航天第4节万有引力与航天学案新人教版

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1、第四节　万有引力与航天(对应学生用书第70页)[教材知识速填]知识点1　开普勒行星运动定律1．开普勒第一定律所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上．2．开普勒第二定律对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积．3．开普勒第三定律所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，表达式：＝k．易错判断(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的速率是变化的，离太阳越远，运行速率越小．(√)(3)开普勒第三定律＝k中k值与中心天体质量无关．(×)知识点2　万有引力定律

2、1．内容(1)自然界中任何两个物体都相互吸引．(2)引力的方向在它们的连线上．(3)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．表达式F＝G，其中G为引力常量，G＝6．67×10－11N·m2/kg2，由卡文迪许扭秤实验测定．3．适用条件(1)两个质点之间的相互作用．(2)对质量分布均匀的球体，r为两球心间的距离．易错判断(1)只有天体之间才存在万有引力．(×)(2)当两物体间的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大．(×)(3)地面上物体所受地球万有引力的大小均可由F＝G求得，其方向指向地心．(√)知识点3　宇

3、宙速度1．三种宇宙速度比较宇宙速度数值(km/s)意义第一宇宙速度7．9地球卫星最小发射速度(环绕速度)第二宇宙速度11．2物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度(脱离速度)第三宇宙速度16．7物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度(逃逸速度)2．第一宇宙速度的计算方法(1)由G＝m得v＝．(2)由mg＝m得v＝．易错判断(1)第一宇宙速度与地球的质量有关．(√)(2)地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度．(×)(3)若物体的发射速度大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，则物体可以绕太阳运行．(√)知识点4　经典时空观和相对论时空观1．经典时空观(1)在经

4、典力学中，物体的质量是不随速度的改变而改变的．(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量结果在不同的参考系中是相同的．2．相对论时空观同一过程的位移和时间的测量与参考系有关，在不同的参考系中不同．3．经典力学有它的适用范围只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于微观世界．易错判断(1)无论经典时空观还是相对论时空观，都认为物体的质量是不变的．(×)(2)相对论时空观认为同一过程的位移和对应时间与参考系有关．(√)[教材习题回访]考查点：开普勒定律的应用1．(沪科必修2P82T3改编)北斗卫星导航系统(BDS)是

5、中国自行研制的全球卫星导航系统，该系统由35颗卫星组成，卫星的轨道有三种：地球同步轨道、中轨道和倾斜轨道．其中，同步轨道半径大约是中轨道半径的1．5倍，那么同步卫星与中轨道卫星的周期之比约为()A．B．C．D．[答案]　C考查点：万有引力定律的应用2．(粤教必修2P50T4改编)两个质量均匀的球形物体，两球心相距r时它们之间的万有引力为F，若将两球的半径都加倍，两球心的距离也加倍，它们之间的作用力为()A．2FB．4FC．8FD．16F[答案]　D考查点：同步卫星的特点3．(沪科必修2P102T1)(多选)关于相对于地面静止不动的同步卫星，下列说法

6、中正确的是()A．它一定在赤道上空B．同步卫星的高度和速率是确定的值C．它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D．它运行的线速度一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间[答案]　ABC考查点：估算天体质量或密度4．(沪科必修2P94T1)一艘宇宙飞船沿着围绕未知天体的圆形轨道飞行，航天员只用一块秒表，能测量出的物理量是()A．飞船的线速度B．飞船的角速度C．未知天体的质量D．未知天体的密度[答案]　B考查点：宇宙速度的计算5．(人教版必修2P48T3改编)金星的半径是地球的0．95倍，质量为地球的0．82倍．金星的第一宇宙速度是多大？(已知地球第一宇宙速

7、度为7．9km/s)[解析]　由万有引力充当向心力知＝得v＝所以＝＝≈0．93v金＝0．93×7．9km/s≈7．3km/s．[答案]　7．3km/s(对应学生用书第71页)天体质量和密度的估算1．重力加速度法利用天体表面的重力加速度g和天体半径R．(1)由G＝mg得天体质量M＝．(2)天体密度：ρ＝＝＝．2．卫星环绕法测出卫星绕天体做匀速圆周运动的半径r和周期T．(1)由G＝m得天体的质量M＝．(2)若已知天体的半径R，则天体的密度ρ＝＝＝．(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＝，可见，只要测出卫星环绕天体表

8、面运动的周期T，就可估算出中心天体的密度．[题组通关]1．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