2026届高三物理一轮复习课件 第4讲：万有引力定律与航天

该高中物理高考复习课件聚焦“万有引力定律与航天”专题，依据高考评价体系覆盖开普勒定律、万有引力定律应用、天体质量/密度估算、宇宙速度及卫星运动规律等核心考点，通过2024年山东、海南等多省高考真题分析，明确天体参量计算、卫星运动比较等高频考点权重，归纳公式应用、模型建构类常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题解析+模型建构+技巧提炼”，如2024山东卷月球与地球质量之比题，通过万有引力提供向心力模型培养科学思维，结合天体运动公式推导强化物理观念。特设易错点分析（如“黄金代换”适用条件），帮助学生掌握解题技巧，教师可据此系统开展针对性复习，提升备考效率。

2026年新教材新高考 第4讲 万有引力定律与航天 教师：李林波 2026年高考一轮复习讲练测 基础点1 开普勒行星运动定律 1.开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是______，太阳处在椭圆的一个 ______上。 2.开普勒第二定律：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。当行星离太阳较近的时候，运行速度______，而离太阳较远的时候速 度______。 3.开普勒第三定律：所有行星轨道的半长轴的________跟它的公转周期的________ 的比值都相等。公式为，比值 是一个对所有行星都______的常量。 椭圆 焦点 面积 较大 较小 三次方 二次方 相同 例1 （粤教版必修第二册P55）哈雷彗星轨道的半长轴约等于地球和太阳平均距离的18倍。哈雷彗星最近一次飞近地球的时间是1986年。根据开普勒第三定律估算它下一次飞近地球将在哪一年？ 解析 设哈雷彗星的运行周期为，轨道的半长轴为 ， 地球的公转周期为，地球公转半径为 。则a2=18a1 由开普勒第三定律，得 ， 而年，解得年。 1986年年 年 即哈雷彗星下次飞近地球将在2062年。 基础点2 万有引力定律及其应用 1、万有引力定律：自然界中任何两个物体都相互______，引力的方向在它们的______上，引力的大小与物体的质量和 的乘积成______，与它们之间距离 的二次方成______。 吸引 连接 正比 反比 2.表达式：_______。 比例系数 叫作引力常量，适用于任何两个物体。 3.引力常量的测定：英国物理学家 在实验室里通过扭秤装置，比较准确地得出了 值。 卡文迪什 万有引力定律与重力 1.万有引力与重力的关系：地球对物体的万有引力 主要有两个效果： 一是________， 二是提供物体随地球自转的__________，如图所示。 重力mg 向心力Fn （1）在赤道上： 。 （2）在两极上： 。 （3）越靠近南北两极 值______。由于物体随地球自转所需的向心力较小，常认为万有引力近似等于重力，即 。 越大 天体运行有关公式（天体质量或密度的估算） 1.由——GM=gR2 2. 其中，M一定为中心天体质量，环绕天体质量是无法计算的 （1）辅助公式1： （2）辅助公式2：若物体在某星球上做竖直上抛、自由落体、平抛等运动时，代用相应公式先算出这个星球的重力加速度g，再代用上面第一个公式解决问题。 例2 （2024·山东卷）鹊桥二号中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半长轴为。已知地球同步卫星的轨道半径为 ，则月球与地球质量之比可表示为( )。 A. B. C. D. D 例3 （鲁教版必修第二册P91T3）某卫星在距离地心 （ 是地球的半径）处，由于地球对它的引力作用而产生的加速度是地球表面重力加速度的多少? 解析：构建示意图如图所示， 对卫星： 对地表物体： 故： 例4 （2024·广西卷）潮汐现象出现的原因之一是在地球的不同位置海水受到月球的引力不相同。图中、和 处单位质量的海水受月球引力大小在( )。 A. 处最大 B. 处最大 C. 处最大 D.、处相等， 处最小 A 例5 设宇宙中有一自转角速度为 、半径为 、质量分布均匀的小行星。在小行星上用弹簧测力计称量某一质量为 的物块，在极点处弹簧测力计的示数为，此处重力加速度大小为 ；在赤道处弹簧测力计的示数为，此处重力加速度大小为 ，则下列关系式正确的是( )。 A. B. C. D. B 例6 （人教版必修第二册P71T7改编）某中子星的质量为，大约与太阳的质量相等，但是它的直径只有 。已知引力常量 ，求： （1）此中子星表面的重力加速度大小。 （2）贴近该中子星表面、沿圆轨道运动的小卫星的线速度大小。（计算结果均保留2位有效数字） 解析：（1）易知：R=10km 对与中子星表面： 由 （2）即求该中子星的运行速度，第一宇宙速度 例7 （2024·海南卷）嫦娥六号进入环月圆轨道，周期为 ，轨道高度与月球半径之比为，引力常量为 ，则月球的平均密度为( )。 A. B. C. D. D 1.（2024·辽宁卷）如图1，将一弹簧振子竖直悬挂，以小球的平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立 轴。若将小球从弹簧原长处由静止释放，其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如图2所示（不考虑自转影响），设地球、该天体的平均密度分别为和 ，地球半径是该天体半径的倍。 的值为( )。 A. B. C. D. C 基础点3 人造卫星 宇宙速度 1.卫星运行与宇宙速度 2.天体运行与变轨规律 （1）第一宇宙速度： 近地卫星发射/运行速度 最大运行速度 最小发射速度 （2）第二宇宙速度： 卫星脱离地球最小速度 近地卫星 同步卫星 地表 （1）近快远慢，地表最慢（与同步同轴） （2）加速到高轨，减速到低轨 同一点：卫星去高轨的速度大于去低轨的速度 （3）第三宇宙速度： 卫星脱离太阳最小速度 例8 （鲁教版必修第二册P92T3改编）人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的向心加速度减小到原来的 ，卫星仍做匀速圆周运动，则( )。 A.卫星的线速度减小到原来的 B.卫星的角速度减小到原来的 C.卫星的周期增大到原来的8倍 D.卫星离地面的高度增大到原来的4倍 C 例9 （2024·江西卷）两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动， 半径分别为、 ，则动能和周期的比值为( ) A.， B.， C.， D.， A 2.（2024·安徽卷）2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为 。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为 ，周期约为 。则鹊桥二号在捕获轨道运行时( )。 A.周期约为 B.近月点的速度大于远月点的速度 C.近月点的速度小于在冻结轨道运 行时近月点的速度 D.近月点的加速度大于在冻结轨道 运行时近月点的加速度 B 例10 如图所示， 为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动， 为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），为地球同步卫星。下列关于、、 的说法正确的是( )。 A.做匀速圆周运动的线速度大于 B.、、做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为 C.、、做匀速圆周运动的周期关系为 D.在、中， 的线速度更大 D 例11 （2024·内蒙古乌海阶段练习）关于三个宇宙速度，下列说法正确的是( )。 A.第一宇宙速度是卫星环绕行星的最小运行速度 B.当人造地球卫星的发射速度达到第二宇宙速度时，卫星就逃出太阳系了 C.地球同步卫星在轨道上运行的速度一定大于第一宇宙速度 D.第一宇宙速度 ，是人造地球卫星发射时的最小速度 D $