18 第4章 第4讲 万有引力与航天（课件）-2023高考物理【金版新学案】大一轮复习讲义·高三总复习（新高考 广东版）

第四章　曲线运动　万有引力与航天　 第4讲　万有引力与航天 栏目导引 基础知识 自主落实 栏目一 核心考点 分层突破 栏目二 基础知识 椭圆 焦点 面积 公转周期 返回 乘积 二次方 N·m2/kg2 返回 质点 球心 环绕 7．9 地面 返回 发射 环绕 返回 地球 11．2 太阳 16．7 独立于 运动状态 返回 返回 返回 核心考点 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 返回 [友情提示]　每道习题都是一个高考点，每项训练都是对能力的检验， 认真对待它们吧！进入“课时精练（十四）”，去收获希望，体验成 功！本栏目内容以活页形式分册装订 返回 返回 一、开普勒行星运动定律 1．开普勒第一定律：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．开普勒第二定律：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的______相等。 3．开普勒第三定律：所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的____________的二次方的比都相等，表达式： eq \f(a3,T2) ＝k。 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 eq \f(m1m2,r2) ，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。 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G eq \f(Mm,R2) ＝m eq \f(v2,R) 得v＝ eq \r(\f(GM,R)) ； ②由mg＝m eq \f(v2,R) 得v＝ eq \r(gR) 。 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。 四、牛顿力学时空观和相对论时空观 1．牛顿力学时空观：空间、时间都是_________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。 我国的“天链一号”是地球同步卫星，在发射变轨过程中有一椭圆轨道如图所示，A、B是“天链一号”运动的远地点和近地点。 (1)根据开普勒第一定律，“天链一号”围绕地球运动的轨迹是椭圆，地球处于椭圆的一个焦点上。(　　) (2)根据开普勒第二定律，“天链一号”在B点的运动速度比在A点小。(　　) (3)“天链一号”在A点的加速度小于在B点的加速度。(　　) (4)开普勒第三定律 eq \f(a3,T2) ＝k中，k是只与中心天体有关的物理量。(　　) (5)开普勒根据自己长期观察的实验数据总结出了行星运动的规律，并发现了万有引力定律。(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)× 考点一　万有引力定律与开普勒定律 1．万有引力与重力的关系 地球对物体的万有引力F表现为两个效果：一是重力mg，二是提供物体随地球自转的向心力Fn，如图所示。 (1)在赤道处：G eq \f(Mm,R2) ＝mg1＋mω2R。 (2)在两极处：G eq \f(Mm,R2) ＝mg2。 2．星体表面及上空的重力加速度(以地球为例) (1)在地球表面附近的重力加速度g(不考虑地球自转)：mg＝G eq \f(Mm,R2) ，得g＝ eq \f(GM,R2) 。 (2)在地球上空距离地球表面h处的重力加速度g′：mg′＝G eq \f(Mm,（R＋h）2) ，得g′＝ eq \f(GM,（R＋h）2) ，