第6讲 万有引力定律与航天-2024年1月浙江省物理学业水平考试冲A计划

第6讲 万有引力定律与航天 学习目录 考点一　行星的运动 1 考点二　太阳与行星间的引力 3 考点三　万有引力定律 5 考点四　万有引力理论的成就 6 考点五　宇宙航行 8 考点六　相对论时空观与牛顿力学的局限性 10 重点知识 考点一　行星的运动 1．地心说和日心说 (1)地心说：认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动． 代表人物：托勒密 (2)日心说：认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动． 代表人物：哥白尼 2．开普勒行星运动定律 (1)第一定律(轨道定律)：太阳系中所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个________上． (2)第二定律(面积定律)：对任意一个行星而言，它与太阳的连线在相等的时间内扫过______________． (3)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． 3．开普勒行星运动定律的科学价值 开普勒行星运动定律的发现过程表明，人类认识自然规律应具有实事求是、尊重客观事实、不迷信权威、敢于坚持真理和勇于探索的科学态度和科学精神． 考点击破 [例题1] （2022春•慈溪市期末）北京冬奥开幕式24节气倒计时惊艳全球，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 B．从冬至到春分的运行时间为公转周期的 C．若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，则，地球和火星对应的k值是不同的 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 [例题2] （2022春•越城区校级期中）我国古代人根据天地运行规律来确定四季循环的起点与终点，并划分为二十四节气。二十四节气，代表着地球在公转轨道上的二十四个不同的位置。如图所示，从天体物理学可知地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处四个位置，分别对应我国的四个节气。以下说法正确的是（　　） A．地球绕太阳做匀速率椭圆轨道运动 B．地球从冬至至春分的时间小于地球公转周期的四分之一 C．地球绕太阳运行方向（正对纸面）是顺时针 D．秋分时地球公转速度最大 [例题3] （2022•浙江模拟）地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的公转轨道则是一个非常扁的椭圆，如图所示．天文学家哈雷成功预言了哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预测下次飞近地球将在2061年左右．若哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为r1，远日点与太阳中心的距离为r下列说法正确的是（　　） A．哈雷彗星轨道的半长轴是地球公转半径的倍 B．哈雷彗星在近日点的速度一定大于地球的公转速度 C．哈雷彗星在近日点和远日点的速度之比为 D．相同时间内，哈雷彗星与太阳连线扫过的面积和地球与太阳连线扫过的面积相等 考点二　太阳与行星间的引力 1．行星绕太阳做圆周运动需要向心力，其向心力是由________对________的引力提供的． 2．太阳与行星间互有引力作用 (1)太阳对行星的引力和行星对太阳的引力遵循牛顿第三定律． (2)太阳对行星的引力与行星对太阳的引力大小相等、方向相反． 3．太阳与行星间引力的方向和表达式 (1)太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线． (2)太阳与行星间引力的表达式：__________________. 式中G是比例系数，与太阳、行星无关． 考点击破 [例题4] （2023•浙江学业考试）万有引力定律表达式为（　　） A． B． C． D． [例题5] （2021•浙江学业考试）嫦娥五号探测器是我国首个实施月面采样返回的航天器，由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。为等待月面采集的样品，轨道器与返回器的组合体环月做圆周运动。已知引力常量G＝6.67×10﹣11N•m2/kg2地球质量m1＝6.0×1024kg，月球质量m2＝7.3×1022kg，月地距离r1＝3.8×105km，月球半径r2＝1.7×103km。当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约200km处做环月匀速圆周运动时，其环绕速度约为（　　） A．16m/s B．1.1×102m/s C．1.6×103m/s D．1.4×104m/s [例题6] （2021•浙江学业考试）若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2：1。已知地球质量约为该行星质量的16倍，地球的半径为R，由此可知，该行星的半径约为（　　） A．R B．R C．2R D．4R 考点三　万有引力定律 1．万有引力定律 (1)内容：两个物体之间的万有引力的大小，跟它们质量的乘积成________，跟它们之间距离的平方成________． (2)公式：F＝_______