【人教版】2014届高考物理总复习-第4章-第4讲-万有引力与航天课件(共58张PPT).ppt

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1、第四章曲线运动万有引力定律第四讲　万有引力与航天考纲展示1.万有引力定律及其应用(Ⅱ)2.环绕速度(Ⅱ)3.第二宇宙速度和第三宇宙速度(Ⅰ)4.经典时空观和相对论时空观(Ⅰ)复习目标1.了解开普勒行星运动规律．2.掌握万有引力定律内容、计算公式及适用条件，并会应用万有引力定律计算天体的质量、星球表面的重力加速度等．3.掌握人造卫星的运行规律，会计算第一宇宙速度．了解第二、三宇宙速度.知识点一　开普勒行星运行定律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，太阳处在的一个焦点上．2．开普勒第二定律(面积定律)：对任意一个行星来说，太阳和行星的连线在

2、相等的时间内．椭圆扫过的面积相等三次方二次方1．关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是()A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B．所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等C．离太阳越近的行星运动周期越大D．行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处解析：所有行星都沿不同的椭圆轨道绕太阳运动，太阳位于椭圆轨道的一个公共焦点上，故A、D均错误；由开普勒第三定律知，所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，而且半长轴越大，行星运行周期越大，B对，C错．答案：B知识点二　万有引力定律1．内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小

3、与成正比，与它们之间_________________成反比．2．公式：，其中G＝N·m2/kg2，叫引力常量．6.67×10－11物体的质量m1和m2的乘积距离r的二次方3．适用条件：两个的相互作用．(1)质量分布均匀的球体间的相互作用，也可用本定律来计算，其中r为．(2)一个质量分布均匀的球体和球外一个质点之间的万有引力也适用，其中r为．质点之间两球心间的距离质点对球心间的距离2．天体质量和密度的计算(1)估算中心天体的质量①从环绕天体出发：通过观测环绕天体运动的周期T和轨道半径r，就可以求出中心天体的质量M.②从中心天体本身出发：只要知道中心天体表面的重力加速

4、度g和半径R，就可以求出中心天体的质量M.2.如图所示，是美国的“卡西尼”号探测器经过长达7年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道．若“卡西尼”号探测器在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t，已知万有引力常量为G，则下列关于土星质量M和平均密度ρ的表达式正确的是()答案：D知识点三　三种宇宙速度宇宙速度数值(km/s)意义第一宇宙速度(环绕速度)7.9是人造地球卫星的最小发射速度，也是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度．第二宇宙速度(脱离速度)11.2使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度．第三宇宙速度(逃逸速度)16.

5、7使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.4．极地卫星和近地卫星(1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖．(2)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为7.9km/s.(3)两种卫星的轨道平面一定通过地球的球心．3．2012年6月24日，“神舟九号”飞船和“天宫一号”目标飞行器，在距离地面高度343公里的轨道上成功实施了首次手动交会对接，在交会对接前，“天宫一号”在高度约为350公里的近圆轨道上绕行，如图所示，若它们绕地球的运行均可视为匀速圆周运动，如图所示，

6、关于对接前的下列分析正确的是()A．“神舟九号”的绕行周期比“天宫一号”更长B．“神舟九号”的绕行速度比“天宫一号”更大C．“神舟九号”的向心加速度比“天宫一号”更大D．“神舟九号”运行时角速度比“天宫一号”更小答案：BC知识点四　经典时空观和相对论时空观1．经典时空观(1)在经典力学中，物体的质量不随而改变；(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的．运动状态相同2．相对论时空观(1)在狭义相对论中，物体的质量随物体的速度的增加而_______，用公式表示为.(2)在狭义相对论中，同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在

7、不同的参考系中是的．增加不同两种时空观的理解(1)经典时空观认为时间和空间是脱离物质而存在的，是绝对的，时间和空间之间也是没有联系的．(2)相对论时空观认为有物质才有时间和空间，空间和时间与物质的运动状态有关，它们不是相互独立的．4．在日常生活中我们并没有发现物体的质量随物体的运动的变化而变化，其原因是()A．物体运动无法称质量B．物体的速度远小于光速，质量变化极小C．物体质量太大D．物体的质量不随速度变化而变化答案：B(2012·福建高考)一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v.假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物