2022届高考物理人教版一轮复习课件：第四章第4讲万有引力与航天（第一课时）

2022届物理一轮复习 第四章第4讲　万有引力与航天 第一课时 高三物理组 知识点一　开普勒三定律的内容、公式 定律 内容 图示或公式 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________的一个焦点上 开普勒第二定律(面积定律) 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的______相等 开普勒第三定律(周期定律) 所有行星的轨道的半长轴的______跟它的公转周期的________的比值都相等 ＝k，k是一个与行星无关的常量 椭圆 椭圆 面积 三次方 二次方 基础落实 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的乘积成________，与它们之间距离r的二次方成________． 2．表达式 F＝G，G为引力常量，G＝6.67×10－11 N·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． 正比　 反比 质点 两球心间 知识点三　宇宙速度 1．三个宇宙速度 第一宇宙速度 (环绕速度) v1＝________ km/s，是人造卫星在地面附近绕地球做________运动的速度 第二宇宙速度 (脱离速度) v2＝________ km/s，使物体挣脱________引力束缚的最小发射速度 第三宇宙速度 (逃逸速度) v3＝________ km/s，使物体挣脱________引力束缚的最小发射速度 7.9 匀速圆周 11.2 地球 16.7 太阳 2.第一宇宙速度的理解：人造卫星的________环绕速度，也是人造卫星的最小发射速度． 3．第一宇宙速度的计算方法 (1)由G＝m得v＝________.(2)由mg＝m得v＝________. 最大 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，物体的质量是不随________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________的． 2．相对论时空观 (1)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不同的参考系中是________的． (2)光速不变原理：不管在哪个惯性系中，测得的真空中的光速都是________的． 运动状态 相同 不同 不变 思考辨析 (1)根据万有引力表达式可知，质量一定的两个物体若距离无限靠近，它们间的万有引力趋于无限大．(　　) (2)地球表面的物体的重力一定等于地球对它的万有引力．(　　) (3)已知地球绕太阳转动的周期和轨道半径，可以求出地球的质量．(　　) (4)行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，离太阳越远，运行速率越小．(　　) × × × √ (5)近地卫星距离地球最近，环绕速度最小．(　　) (6)地球同步卫星根据需要可以定点在北京正上空．(　　) (7)极地卫星通过地球两极，且始终和地球某一经线平面重合．(　　) (8)发射火星探测器的速度必须大于11.2 km/s.(　　) × × × √ 教材改编 [人教版必修2P48T3改编]火星的质量和半径分别约为地球的和，地球的第一宇宙速度为v，则火星的第一宇宙速度约为(　　) A.v B.v C.v D.v 答案：A 考点一　开普勒三定律的理解与应用 自主演练 1．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． 2．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．但该定律只能用在同一中心天体的两星体之间． 考点突破 [多维练透] 1．[2017·全国卷Ⅱ，19](多选)如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中(　　) A．从P到M所用的时间等于 B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大 C．从P到Q阶段，速率逐渐变小 D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功 答案：CD 解析：由行星运动的对称性可知，从P经M到Q点的时间为T0，根据开普勒第二定律可知，从P到M运动的速率大于从M到Q运动的速率，可知从P到M所用的时间小于T0，选项A错误；海王星在运动过程中只受太阳的引力作用，故机械能守恒，选项B错误；根据开普勒第二定律可知，从P到Q阶段，速率逐渐变小，选项C正确；海王星受到的万有引力指向太阳，从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功，选项D正确． 2. (多选)如图所示，近地人