第4章 第4讲 万有引力定律及其应用（课件PPT）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（江苏专版）

第四章 曲线运动　万有引力与宇宙航行 第4讲 万有引力定律及其应用 开始 1 01 02 03 课前基础落实 ——在情境迁移中理清“物理观念” 课堂提能学案 ——在多彩学法中精准“扶弱补短” 随堂创新训练 ——在素养立意中把握“命题导向” 2 一、开普勒行星运动定律 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_____，太阳处在椭圆的一个焦点上 椭圆 第4讲 万有引力定律及其应用 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 面积 三次方 二次方 续表 (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，如图所示。 质点 球心 三、宇宙速度 第一宇宙速度 第一宇宙速度又叫_____速度，是人造卫星的最小_____速度，其数值为_____ km/s 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 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 环绕 发射 7.9 地球 11.2 太阳 16.7 情境创设　 一颗卫星围绕地球运动，A、B是卫星运动的远地点和近地点，运动示意图如图所示。 微点判断　 (1)根据开普勒第一定律，卫星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，卫星在B点的运动速度比在A点小。 ( ) (4)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。 ( ) (5)卫星在B点的速度应大于11.2 km/s。 ( ) √ × × × ( ) √ (6)牛顿总结了前人的科研成果，在此基础上，经过研究得出了万有引力定律。 ( ) (7)月球的第一宇宙速度也是7.9 km/s。 ( ) (8)同步卫星的运行速度一定小于地球第一宇宙速度。 ( ) (9)若物体的速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，则物体可绕太阳运行。 ( ) (10)开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的定律。 ( ) (11)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。( ) √ × √ √ × √ (一)开普勒行星运动定律(固基点) [题点全练通] 1．[对开普勒第一定律的理解] 下列说法正确的是 (　 ) A．太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点 B．行星的运动方向可能不是沿着轨道的切线方向 C．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直 D．太阳是静止不动的 答案：A　 解析：太阳系中八大行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，而太阳位于八大行星椭圆轨道的一个共同焦点上，故A正确；行星的运动轨迹为椭圆，即行星做曲线运动，速度方向沿轨道的切线方向，故B错误；椭圆上某点的切线并不一定垂直于此点与焦点的连线，故C错误；太阳并非静止，它围绕银河系的中心不断转动，故D错误。 答案：B　 答案：A　 答案：D　 答案：D　 答案：C　 2．宇宙速度与运动轨迹的关系 (1)v发＝7.9 km/s时，卫星绕地球做匀速圆周运动。 (2)7.9 km/s＜v发＜11.2 km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆。 (3)11.2 km/s≤v发＜16.7 km/s，卫星绕太阳做椭圆运动。 (4)v发≥16.7 km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。 2．不同位置处重力加速度的比较 [考法全训] 考法(一)　万有引力与重力的大小关系 1．万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 (　 ) 答案：A　 答案：B　 考法(三)　求天体表面某深度处的重力加速度 3．(2023·镇江拟) 2021年5月15日，“天问一号”火星探测器所携带的祝融号火星车及其着陆组合体成功着陆于火星，这标志着我国首次火星探测任务取得圆满成功。假设火星为质量分布均匀的球体，已知火星质量是地球质量的a倍，火星半径是地球半径的b倍，地球表面的重力加速度为g，质量均匀的球壳对其内部物体的引力为零，则 (　 ) 答案：A　 方法2　“借助外援”法(T－r)