第4章 第4讲 万有引力与宇宙航行 相对论-2023高考物理一轮复习【导与练】高中总复习第1轮教学课件PPT（新教材，人教版，鲁湘共用）

第4讲　万有引力与宇宙航行　相对论 物理 考情分析 教材梳理 考点探究 高考观察 物理 考情分析 考题归类·科学分析 本讲关联考题 试题命制情境 本讲考情分析 2021·山东卷,T5 以“玉兔”登月和“祝融”探火相对比考查万有引力定律的应用 (学习探索问题情境) 本讲是高考必考内容,通常涉及万有引力定律的理解、天体质量的估算、人造卫星的运动等万有引力定律在航空航天领域的应用,题型多为选择题,难度中等。 2021·山东卷,T8 以迷你系绳卫星绕地球飞行为背景考查万有引力定律的应用 (学习探索问题情境) 2021·福建卷,T8 以科学家对银河系中心附近的恒星S2的位置观测为背景,考查天体质量的估算及开普勒定律、万有引力的理解(学习探索问题情境) 2021·全国乙卷,T18 以科学家对银河系中心附近的恒星S2的位置观测为背景考查天体质量的估算(学习探索问题情境) 2021·广东卷,T2 以“天和”核心舱绕地球运行为背景考查地球质量的计算 (学习探索问题情境) 2021·全国甲卷,T18 以“天问一号”探测器进入环绕火星椭圆形停泊轨道为背景考查万有引力定律及开普勒第三定律的应用(学习探索问题情境) 2021·湖南卷,T7 以中国空间站“天和”核心舱绕地球飞行为背景考查万有引力定律的应用及人造卫星的运行规律(学习探索问题情境) 物理 教材梳理 教材回扣·自测自纠 知识·填空 一、开普勒三定律 椭圆 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) 所有行星轨道的半长轴的 跟它的公转周期的 的比都相等 =k,k是一个与行星无关的常量 椭圆 面积 三次方 二次方 物理 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,其值为G= 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 6.67×10-11 质点 两球心 物理 三、宇宙速度 1.三种宇宙速度 7.9 宇宙速度 数值(km/s) 意义 第一宇 宙速度 . 地球卫星的最小发射速度 (环绕速度) 第二宇 宙速度 . 物体挣脱 引力束缚的最小发射速度(脱离速度) 第三宇 宙速度 . 物体挣脱 引力束缚的最小发射速度(逃逸速度) 11.2 地球 16.7 太阳 物理 2.第一宇宙速度的计算方法 四、相对论时空观与牛顿力学的局限性 1.绝对时空观 时间与空间都是独立于物体及其运动而存在的。 物理 运动状态 2.相对论时空观 运动物体的长度(空间距离)和物理过程的快慢(时间进程)都跟物体的 .有关。 3.牛顿力学的适用范围 只适用于 运动,不适用于 运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界。 低速 高速 物理 情境·自测 1.(粤教版必修第二册第61页第3题改编)两个质量均匀的球形物体,两球心相距r时它们之间的万有引力为F。若将两球的半径都加倍,两球心的距离也加 倍,它们之间的作用力为(　 　) A.2F B.4F C.8F D.16F D 物理 C 2.(2021·宁夏银川模拟)若未来某个时候地球上的一昼夜为27 h,则那个时候地球上空的同步卫星的轨道半径与现在同步卫星的轨道半径之比为(　 　) 物理 D 3.(2021·安徽阜阳质检)2020年12月1日,“嫦娥五号”探测器在月球预选着陆区成功着陆。若“嫦娥五号”着陆前在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动,月球的平均密度为ρ、半径为R,引力常量为G,则“嫦娥五号”绕月球做圆周运动的线速度大小为(　 　) 物理 考点一　对开普勒定律的理解与应用 考点探究 合作探究·突破考点 归纳·拓展 1.行星绕太阳的运动通常按圆轨道处理。 物理 [例1] (粤教版必修第二册第75页第2题改编)(多选)在天文学上,春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春、夏、秋、冬四季。如图所示,从地球绕太阳的运动规律入手,下列判断正确的是(　 　) A.在冬至日前后,地球绕太阳的运行速率较大 B.在夏至日前后,地球绕太阳的运行速率较大 C.春、夏