22 第5章 第1讲 开普勒定律与万有引力定律（PPT课件）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

第1讲　开普勒定律与万有引力定律 第五章　万有引力与宇宙航行 考点一　开普勒定律的理解 考点二　万有引力定律的理解 考点三　天体质量和密度的计算 聚焦学科素养　拓展视野提能力——“填补法”求解万有引力 课时精练(二十二)　开普勒定律与万有引力定律 内容索引 01 考点一　开普勒定律的理解 (基础自研类) 【知识梳理】 开普勒定律 开普勒定律 内容 图示或公式 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 的一个焦点上 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 开普勒第三定律 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 椭圆 面积 三次方 二次方 【针对训练】 1．【开普勒定律的理解】 (多选)如图所示，八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转，下列说法中正确的是 A．太阳处在八大行星的椭圆轨道的一个公共焦点上 B．火星绕太阳运行过程中，速率不变 C．土星比地球的公转周期大 D．地球和土星分别与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等 √ √ 2．【开普勒第二、三定律的应用】 (2022·浙江宁波市月考)北京冬奥会开幕式“24节气倒计时”节目惊艳全球，如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，下列说法正确的是 A．夏至时地球的运行速度最大 D．太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上 √ 3．【开普勒第三定律的应用】 执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入运行周期约为1.8×105 s的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8×105 m。已知火星半径约为3.4×106 m，火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7 m/s2，则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为 A．6×105 m B．6×106 m C．6×107 m D．6×108 m √ 返回 02 考点二　万有引力定律的理解 (多维细研类) 【知识梳理】 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 成正比、与它们之间 成反比。 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 间的距离。 物体的质量m1和m2的乘积 距离r的二次方 两球心 质点 【微判断】 (1)只有天体之间才存在万有引力。( ) (3)地面上的物体所受地球的万有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。( ) × × √ × 【重难诠释】 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：一是产生重 力mg，二是提供物体随地球自转的向心力Fn，如图所示。 3．万有引力定律的“两个推论” (1)推论1：在匀质球壳的空腔内任意位置处，质点受到球壳的万有引力的合力为零，即∑F引＝0。 【典例精析】 考向1　万有引力定律的简单应用 例1　(2022·山东等级考)“羲和号”是我国首颗太阳探测 科学技术试验卫星。如图所示，该卫星围绕地球的运 动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直。 卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点 正上方，恰好绕地球运行n圈。已知地球半径为地轴R， 自转周期为T，地球表面重力加速度为g，则“羲和号”卫 星轨道距地面高度为 √ √ 考向3　重力与万有引力的关系 例3　(多选)万有引力定律能够很好地将天体运行规律与地球上物体运动规律具有的内在一致性统一起来。用弹簧测力计称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果。已知地球质量为M，引力常量为G，将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体。下列说法正确的是 √ √ 考向4　地球表面某高度处与地表下某深度处重力加速度的比较 例4　(2022·湖北重点中学模拟)如图是某农家院内打出一口深度为d的水井，如果质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，地球可以看作是质量分布均匀的球体，地球半径为R，则水井底部和离地面高度为d处的重力加速度大小之比为 √ 返回 03 考点三　天体质量和密度的计算 (多维细研类) 【典例精析】 考向1　“自力更生法”计算天体的质量和密度 例5　(多选)宇航员在月球表面将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放，二者几乎