高考物理一轮总复习 第4章 曲线运动 万有引力与航天 第4节 万有引力与航天课件 新人教版

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1、2017高三一轮总复习物理必修二第四章　曲线运动万有引力与航天第四节　万有引力与航天栏目导航1235基础知识整合热门考点研析方法技巧归纳考题随堂演练4物理模型构建基础知识整合开普勒1609年～1619年发表了著名的开普勒行星运行三定律，其中第三定律的内容是：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等．万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一，它于1687年发表在牛顿的《自然哲学的数学原理中》．(1)请从开普勒行星运动定律等推导万有引力定律(设行星绕太阳的运动可视为匀速圆周运动)；(2)万有引力定律的正确性可以通过“月—地检验”来证明：试根据上

2、述思路并通过计算证明：重力和星体间的引力是同一性质的力(已知地球半径为6.4×106m，月球绕地球运动的周期为28天，地球表面的重力加速度为9.8m/s2)．【思路引导】1.开普勒行星运动定律和万有引力定律存在何种联系？2．“月—地检验”中如何计算月球绕地球做近似圆周运动的向心力？【解析】本题涉及到教材中的“月—地检验”知识，通过证明可以得出重力和星体间的引力是同一性质的力，从而使万有引力定律进一步推广到宇宙中的一切物体之间，称为科学史上最伟大的定律之一．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_______，太阳处在椭圆的

3、一个_______上．2．开普勒第二定律(面积定律)对任意一个行星来说，它与_______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(周期定律)所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的_________的比值都相等．用公式表示为＝___________.其中k是一个与行星无关的量．知识点1椭圆焦点太阳二次方万有引力定律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_______上，引力的大小与物体的质量m1和m2的_______成正比、与它们之间距离r的_________成反比．2．公式F＝__________，其中G＝6.672

4、59×10－11N·m2/kg2，称为引力常量．知识点2连线乘积二次方3．适用条件适用于_______间的相互作用．质量分布均匀的球体可视为质点，r是_________间的距离．一个质量分布均匀的球体与球外一个质点间的万有引力，该公式同样适用，其中r为_______到质点间的距离．4．引力常量英国物理学家卡文迪许利用_______装置比较准确地得出了引力常量的数值．此实验不仅证明了万有引力定律的正确性，更使得万有引力定律有了真正的实用价值．质点两球心球心扭秤地球同步卫星1．定轨道：轨道平面和_______平面重合．2．定周期：与地球_______周期相同，即T

5、＝24h.3．定角速度：与地球自转的角速度相同．4．定高度：卫星离地面高度h≈6R.5．定速率：运动速度v＝3.07km/s.6．绕行方向：与地球自转的方向_______．知识点3赤道自转一致宇宙速度1．第一宇宙速度(1)定义：人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度，是人造地球卫星的_______发射速度，_______的运行速度．(2)大小：v1＝7.9km/s.2．第二宇宙速度(1)定义：人造卫星摆脱_______引力作用，绕太阳运动所需要的最小发射速度．(2)大小：v2＝______________.3．第三宇宙速度(1)定义：人造卫星摆脱_

6、______引力作用，飞到太阳系以外的宇宙空间需要的最小发射速度．(2)大小：v3＝______________.知识点4最小最大地球11.2km/s太阳16.7km/s特别提醒1.开普勒第三定律中的k是一个与运动天体无关的量，与中心天体有关.2.正确认识发射速度和运行速度，发射速度是地球表面卫星离开火箭时的速度，由于卫星离开火箭后要减速上升，所以发射速度大于等于环绕速度.热门考点研析1.重力是地面附近的物体受到的万有引力的一个分力，如图所示：重力和万有引力的关系考点1物体的重力大小与物体所处的纬度有关，纬度越高，重力越大，忽略地球的自转，可以认为重力等于万有

7、引力；物体的重力大小还与所处的高度有关，高度越高，重力越小．2．地球卫星的重力和万有引力的关系地球卫星的重力和万有引力是同一种力，万有引力提供向心力，卫星处于完全失重状态．(2014年四川高考)石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性变化，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖．用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现．科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换．(1)若“太空电梯”将货物从赤

8、道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站