第四章 第4讲 万有引力与宇宙航行 相对论-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（新教材，人教版）

第4讲　万有引力与宇宙航行　相对论

一、开普勒三定律

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的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比。

2.表达式

F=G,G为引力常量,其值为G=6.67×10-11N·m2/kg2。

3.适用条件

(1)公式适用于质点间的相互作用。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是两球心的距离。

三、宇宙速度

1.三种宇宙速度

2.第一宇宙速度的计算方法

(1)由G=m,得v=。

(2)由mg=,得v=。

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。

2.相对论时空观

(1)运动物体的长度(空间距离)和物理过程的快慢(时间进程)都跟物体的运动状态有关。

(2)两个效应。

①时间延缓效应:Δt=。

②长度收缩效应:l=l0。

3.牛顿力学的适用范围

只适用于低速运动,不适用于高速运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界。

[科技情境] 2022年3月23日下午,“天宫课堂”第二课在中国空间站“天和”核心舱开讲,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富互相配合,进行天地互动式授课,在轨演示了太空“冰雪”实验、水油分离实验、太空抛物实验等一系列炫酷又好玩的实验。

1.正误辨析

(1)“神舟十三号”的发射速度为第二宇宙速度。(　×　)

(2)“太空教师”处于完全失重状态,但仍受地球引力。(　√　)

(3)中国空间站在近似圆轨道上运动,在周期定律中k是由太阳决定的常数。(　×　)

(4)航天员抛出的冰墩墩相对空间站做匀速直线运动。(　√　)

2.若已知地球自转周期为T,地球半径为R,地球表面的重力加速度大小为g,中国空间站距地面高度为h,则下列说法正确的是(　D　)

A.空间站所在轨道处的重力加速度g′=