第四章 第4讲 万有引力与航天(Word教参)-【状元桥】2022高考物理一轮总复习（新高考版）

第4讲　万有引力与航天 知识点一　开普勒三定律 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 答案 椭圆　椭圆　面积　三次方　二次方 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　　　　比，与它们之间距离r的平方成________比． 答案 正　反 2．表达式：F＝G，G为引力常量G＝6.67×10－11________. 答案 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．一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力也适用，其中r为球心到________间的距离． 答案 (1)质点　(2)两球心间　质点 知识点三　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)第一宇宙速度的计算方法． 由G； 得v＝ ＝m 由mg＝m. 得v＝ 答案 (1)环绕　7.9　(2)地面　(3)发射　环绕　 2．第二宇宙速度 使物体挣脱_______引力束缚的最小________速度，其数值为________km/s. 答案 地球　发射　11.2 3．第三宇宙速度 使物体挣脱________引力束缚的最小_______速度，其数值为________km/s. 答案 太阳　发射　16.7 知识点四　两种时空观 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． 答案 (1)运动状态　(2)相同 2．相对论时空观 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． 答案 不同 3．经典力学的适用范围 只适用于低速运动，不适用于________运动；只适用于宏观世界，不适用于________世界． 答案 高速　微观 1. 判一判 (1)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．(　　) (2)两物体间的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大．(　　) (3)地球的第一宇宙速度与地球的质量有关．(　　) (4)地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度．(　　) (5)发射探月卫星的速度必须大于第二宇宙速度．(　　) 答案 (1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)× 2．想一想 (1)开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运动，也适用于卫星绕地球运动．结合开普勒第一定律想一想，所有人造地球卫星的轨道平面有何共性？ (2)请根据万有引力定律和牛顿第二定律分析地球表面上不同质量的物体的重力加速度大小关系． (1)提示：都必过地心． (2)提示：由 ，可见，物体的重力加速度大小与物体的质量大小无关．＝mg可知g＝ 考点一　对开普勒三定律的理解和应用 1.[物理学史] 关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是(　　) A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 答案　B 解析　开普勒在天文观测数据的基础上总结出了行星运动的规律，但没有找出行星按照这些规律运动的原因，牛顿发现了万有引力定律． 2．[开普勒第二定律] 某行星绕太阳沿椭圆轨道运行，如图所示，在这颗行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点，其中a为近日点，c为远日点，若行星运动周期为T，则该行星(　　) A．从a到b的运动时间等于从c到d的运动时间 B．从d经a到b的运动时间等于从b经c到d的运动时间 C．a到b的时间tab< D．c到d的时间tcd< 答案　C 解析　根据开普勒第二定律知：在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的．据此行星运行