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轮教学课件PPT（新教材，人教版）

第4讲　万有引力与宇宙航行　相对论 梳理必备知识 回归教材 一、开普勒三定律 椭圆 椭圆 面积 三次方 二次方 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 、与它们之间距离r的二次方成 。 2.表达式 F= ,G为引力常量,其值为G= N·m2/kg2。 正比 反比 6.67×10-11 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 的距离。 质点 两球心 三、宇宙速度 1.三种宇宙速度 宇宙速度 数值(km/s) 意义 第一宇 宙速度 . 地球卫星的最小发射速度 第二宇 宙速度 . 物体挣脱 引力束缚的最小发射速度 第三宇 宙速度 . 物体挣脱 引力束缚的最小发射速度 7.9 11.2 地球 16.7 太阳 2.第一宇宙速度的计算方法 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 有关。 运动状态 (2)两个效应。 3.牛顿力学的适用范围 只适用于 运动,不适用于 运动;只适用于 世界,不适用于 世界。 低速 高速 宏观 微观 [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 提升关键能力 突破考点 考点一　开普勒定律的理解与应用 1.行星绕太阳的运动通常按圆轨道处理。 4.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。 [例1] [开普勒第一定律的理解] (多选)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.行星的运动方向总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 AB 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正确;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。 [例2] [开普勒第二定律的应用] (2022·广东深圳模拟)(多选)如图所示是行星N绕恒星M运动情况示意图,下列说法正确的是(　 　) A.速度最大点是A点 B.速度最大点是C点 C.N从A到B做减速运动 D.N从B到A做减速运动 AC 解析:由开普勒第二定律可知,近恒星处行星速度大而远恒星处速度小,故A点速度最大,B点速度最小;所以由A至B速度减小,由B至A速度增大,故选项A、C正确。 (2)行星从B到A过程中加速度如何变化? 提示:(2)从B到A过程中一直靠近恒星,行星受的引力增大,加速度增大。 [例3] [开普勒第三定律的理解与应用] (多选)哈雷彗星是目前人类已知的唯一短周期性彗星。哈雷彗星上一次回归时间是1986年,预测哈雷彗星下次飞近地球将在2061年左右。如图所示,地球的公转轨道可近似看作圆,但哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆,彗星在近日点与太阳中心的距离只有地球公转轨道半径的0.6倍。下列说法正确的是(　 　) AD 考点二　万有引力定律的理解与应用 1.地球表面的重力与万有引力 地面上的物体所受地球的吸引力产生两个效果,其中一个分力提供了物体绕地轴做圆周运动的向心力,另一个分力等于重力。 (1)在两极,向心力等于零,重力等于万有引力。 (2)除两极外,重力都比万有引力小,万有引力等于重力与向心力的矢量和。 2.地球表面上的重力加速度 3.万有引力的两个推论 推论1