2021届高考物理二轮复习课件：4.4万有引力与航天

第4讲　万有引力与航天 【知识梳理自查】 一、开普勒行星运动定律 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,引力的方向在它们的连线上,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.表达式:F=G ,G为引力常量,其值通常取G=6.67×10-11 _________。 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是两球_____间的距离。 乘积 二次方 N·m2/kg2 球心 质点 【情境转换】 行星所做的匀速圆周运动与我们平常生活中见到的匀速圆周运动是否符合同 样的动力学规律?如果是,分析行星的受力情况。 提示:行星所做的匀速圆周运动与平常我们见到的做匀速圆周运动的物体一样, 符合同样的动力学规律,遵守牛顿第二定律F=m 。行星受到太阳的引力,此 力提供行星绕太阳运转的向心力。 三、宇宙速度 1.第一宇宙速度: (1)第一宇宙速度又叫_____速度,其数值为____ km/s。 (2)第一宇宙速度是人造卫星在_____附近环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度。 (3)第一宇宙速度是人造卫星的最小_____速度,也是人造卫星的最大_____速度。 (4)第一宇宙速度的两种计算方法 ①由 ②由mg=m 得v= 。 环绕 7.9 地面 发射 环绕 2.第二宇宙速度:使物体挣脱_____引力束缚的最小发射速度,其数值为 _____ km/s。 3.第三宇宙速度:使物体挣脱_____引力束缚的最小发射速度,其数值为 _____ km/s。 11.2 16.7 地球 太阳 四、经典时空观和相对论时空观 1.经典时空观:空间、时间是独立于物体及其运动而存在的。 2.相对论时空观:物体占有的空间以及物理过程、化学过程,甚至还有生命过 程的持续时间,都与它们的_________有关。 运动状态 【小题速诊速纠】 1.判一判 (1)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。 (　　) (2)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=G 计算 物体间的万有引力。 (　　) (3)地面上的物体所受地球的引力方向一定指向地心。 (　　) (4)两物体间的距离趋近于零时,万有引力趋近于无穷大。 (　　) (5)牛顿总结了前人的科研成果,在此基础上,经过研究得出了万有引力定律。 (　　) (6)牛顿利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量。 (　　) 提示:(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)× 2.练一练 (1)一颗卫星绕地球沿椭圆轨道运动,A、B是卫星运动的远地点和近地点。下 列说法中正确的是 (　　) A.卫星在A点的角速度大于B点的角速度 B.卫星在A点的加速度小于B点的加速度 C.卫星由A运动到B过程中动能减小,势能增加 D.卫星由A运动到B过程中引力做正功,机械能增大 【解析】选B。近地点的速度较大,可知B点线速度大于A点的线速度,根据 ω= 知,卫星在A点的角速度小于B点的角速度,故A错误;根据牛顿第二定律 得,a= ,可知卫星在A点的加速度小于B点的加速度,故B正确;卫星沿椭 圆轨道运动,从A到B,引力做正功,动能增加,势能减小,机械能守恒,故C、D错 误。故选B。 (2)2016年10月19日,“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成 功实现自动交会对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀 速圆周运动,为了实现飞船与空间实验室的对接,下列措施可行的是(　　) A.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速,加速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接 D.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速,减速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接 【解析】选C。若使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,飞船加速会进入较高的轨道,空间实验室减速会进入较低的轨道,都不能实现对接,选项A、B错误;要想实现对接,可使飞船在比空间实验室半径较小的轨道上加速,然后飞船将进入较高的空间实验室轨道,逐渐靠近空间站后,两者速度接近时实现对接,选项C正确、D错误。 考点1　中心天体质量和密度的估算(c) 【要点融会贯通】 1.“g、R”法:已知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