高考物理大一轮复习第四章曲线运动万有引力定律第4课时万有引力定律人造卫星课件

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1、第4课时　万有引力定律　人造卫星回扣教材考点扫描真题在线回扣教材·梳理知识夯基础知识整合一、开普勒行星运动定律1.第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是,太阳处在椭圆的一个上.2.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.3.第三定律:所有行星的轨道的的三次方与它的的二次方的比值都相等.椭圆焦点面积半长轴公转周期二、万有引力定律及其应用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,与它们之间距离r的二次方.2.表达式:F=GG为引力常量:G

2、=6.67×10-11N·m2/kg2.3.适用条件(1)公式适用于间的相互作用.当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时,物体可视为质点.(2)质量分布均匀的球体可视为质点,r是的距离.成正比成反比质点两球心间三、宇宙速度1.第一宇宙速度(1)第一宇宙速度是人造地球卫星在环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度.(2)第一宇宙速度是人造卫星的速度,也是人造地球卫星的速度.(3)第一宇宙速度的计算方法地面附近最大环绕最小发射2.第二宇宙速度和第三宇宙速度(1)第二宇宙速度:v2=km/s,使物体挣脱引力束缚的最小发射速度.(2)第三

3、宇宙速度:v3=km/s,使物体挣脱引力束缚的最小发射速度.四、经典时空观和相对论时空观1.经典时空观位移的测量、时间的测量都与无关.2.相对论时空观同一过程的位移和时间测量在不同参考系中是的.11.2地球16.7太阳参考系不同问题思考1.月球是地球的卫星,它的轨道半径约为地球半径R的60倍,绕地球运行一周的时间约为27天.有一种通信卫星需要“静止”在赤道上空某一点,这种卫星叫同步卫星.则(1)同步卫星的周期与地球自转周期有什么关系?是多长时间?(2)同步卫星离地面的高度大约是地球半径的多少倍?答案:(1)相同　1天　(2)5.

4、7倍2.在牛顿得出万有引力定律的100多年后,有一位英国物理学家在实验中比较准确地得出了公式F=G中G的数值.当时地面的重力加速度g和地球半径R已经测出,这位物理学家把他自己的实验说成是“称量地球的重量”.(1)你知道这位英国物理学家是谁吗?(2)请写出地球的质量M的表达式.解析:(1)这位英国物理学家是卡文迪许.3.设地球的质量为M,地球的半径为R.牛顿曾想过,把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落地点也就一次比一次远.如果速度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造卫星,如图所示.则这个速度至少应该有多大?

5、考点扫描·重点透析通热点考点一　万有引力定律的理解与应用要点透析1.开普勒行星运动定律(1)行星绕太阳的运动通常按圆轨道处理.(2)开普勒行星运动定律也适用于其他天体,例如月球、卫星绕地球的运动.(3)开普勒第三定律=k中,k值只与中心天体的质量有关,不同的中心天体k值不同.2.万有引力的计算公式F=G适用于质点、均匀介质球体或球壳之间万有引力的计算.当两物体为均质球体或球壳时,可以认为均质球体或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.(3)其他天体的“重力加速度”,可参考地球上的情况做相应分析.典例突

6、破〚核心点拨〛(1)A,C两物体不是卫星,不满足开普勒第三定律,但A,C两物体随地球一起转动,需要向心力.(2)B为地球同步卫星,其角速度和周期与地球自转的角速度和周期相同.【例1】(2016·宁夏银川二中一模)如图所示,A为地球赤道上的物体,B为地球同步卫星,C为地球表面上北纬60°的物体.已知A,B的质量相同.则下列关于A,B和C三个物体的说法中,正确的是(　　)A.A物体受到的万有引力小于B物体受到的万有引力B.B物体的向心加速度小于A物体的向心加速度C.A,B两物体的轨道半径的三次方与周期的二次方的比值相同D.A和B线速

7、度的比值比C和B线速度的比值大,且都小于1答案:D误区警示分析地球表面不同位置物体的运动的注意点(1)地球表面上物体到地心的距离相同,应用万有引力定律公式F=G时r是相同的;地球表面上不同纬度的物体到地轴的距离一般不同,应用向心力公式a=ω2r时r是不相同的.(2)地球表面上物体虽然随地球转动而做匀速圆周运动,但不是卫星,其万有引力不是向心力.即时巩固1.导学号00622270[天体表面的重力加速度的计算]火星的质量和半径分别约为地球的和,地球表面的重力加速度为g地,则火星表面的重力加速度约为(　　)A.0.2g地B.0.4g地

8、C.2.5g地D.5g地B2.[天体之间万有引力的计算](2013·浙江卷,18)(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(　　)BC考点二　天体质量和密度的估算要点透析③若天体的卫