第4章 第4讲 第1课时 万有引力定律（Word教参）-【创新方案】2024高考物理一轮复习（新教材 新高考）

第四讲　万有引力与宇宙航行 第1课时　万有引力定律(系统知能课) |纲举目张|·|精要回顾|　 [微点判断] (1)所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆。(√) (2)行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，离太阳越远，运行速率越大。(×) (3)只有天体之间才存在万有引力。(×) (4)只要知道两个物体的质量和两个物体之间的距离，就可以由F＝G计算物体间的万有引力。(×) (5)地面上的物体所受地球的引力方向一定指向地心。(√) (6)两物体间的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大。(×) (7)德国天文学家开普勒提出天体运动的开普勒三大定律。(√) (8)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。(√) (9)月球的第一宇宙速度也是7.9 km/s。(×) (10)同步卫星的运行速度一定小于地球第一宇宙速度。(√) (11)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。(√) (12)开普勒在牛顿定律的基础上，推导出了行星运动的定律。(×) |关键知能|·|升维学习|　 逐点清(一)　开普勒行星运动定律(基础点速过) 1．[开普勒行星运动定律]对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法正确的是(　 ) A．开普勒通过自己长期观测，记录了大量数据，通过对数据研究总结得出了开普勒行星运动定律 B．根据开普勒第一定律，行星围绕太阳运动的轨迹是圆，太阳处于圆心位置 C．根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运动速度越大；距离太阳越远，其运动速度越小 D．根据开普勒第三定律，行星围绕太阳运动的轨道半径跟它公转周期成正比 解析：选C　开普勒通过对第谷的观测数据研究总结得出了开普勒行星运动定律，A错误；行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，B错误；根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运动速度越大；距离太阳越远，其运动速度越小，C正确；根据开普勒第三定律，行星围绕太阳运动轨道的半长轴的三次方跟它公转周期的二次方成正比，D错误。 2．[开普勒第二定律]中国首颗量子科学实验卫星“墨子号”运行轨道为如图所示的椭圆轨道，地球E位于椭圆的一个焦点上，轨道上标记了“墨子号”卫星经过相等时间间隔Δt＝，T为轨道周期的位置。如果作用在卫星上的力只有地球E对卫星的万有引力，则下列说法正确的是(　 ) A．面积S1>S2 B．卫星在轨道A点的速度小于在B点的速度 C．T2＝Ca3，其中C为常数，a为椭圆半长轴 D．T2＝C′b3，其中C′为常数，b为椭圆半短轴 解析：选C　根据开普勒第二定律可知，卫星与地球的连线在相同时间内扫过的面积相等，故面积S1＝S2，选项A错误；根据开普勒第二定律可知，卫星在轨道A点的速度大于在B点的速度，选项B错误；根据开普勒第三定律可知＝C，其中C为常数，a为椭圆半长轴，选项C正确，D错误。 3．[开普勒第三定律]2022年11月30日5时42分，神舟十五号载人飞船成功对接于天和核心舱前向端口，神舟十五号载人飞船与天和核心舱对接过程的示意图如图所示，天和核心舱处于半径为r3的圆轨道Ⅲ；神舟十五号飞船处于半径为r1的圆轨道Ⅰ，运行周期为T1，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与天和核心舱对接，则神舟十五号飞船(　 ) A．沿轨道Ⅱ运行的周期为T2＝T1 B．在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运动经过A点时速度大小相同 C．沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，速度不断增大 D．沿轨道Ⅰ运行的周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期 解析：选A　根据开普勒第三定律＝，则沿轨道Ⅱ运行的周期为T2＝T1，故A正确；在A点经过加速才能进入轨道Ⅱ，所以在轨道Ⅰ经过A点时速度小于在轨道Ⅱ经过A点时速度，故B错误；沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，万有引力做负功，速度不断减小，故C错误；根据开普勒第三定律，轨道Ⅰ半径小于轨道Ⅲ半径，所以沿轨道Ⅰ运行的周期小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期，故D错误。 对开普勒行星运动定律的三点说明 (1)行星绕太阳的运动通常按圆轨道处理。 (2)开普勒行星运动定律也适用于其他天体，例如月球、卫星绕地球的运动。 (3)开普勒第三定律＝k中，k值只与中心天体的质量有关，不同的中心天体k值不同。 逐点清(二)　万有引力定律的理解(基础点速过) 1．[万有引力定律](2023·长沙模拟)嫦娥五号探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描述F随h变化关系的图像是(　 ) 解析：选D　由万有引力公式F＝G可知，探测器与地球表面距离h越大，F越小，排除B、C；而F与h不是一次函数关系，排除A。 2．[万有引力定律的计算]如图所示，将一个半径为R、质量为M的均匀大球，沿直径挖去两个半径分别为大球一半的小球，并把其中一个放在球外与大球靠在一起。若