第三章 专题4　万有引力定律及其应用 课件-2027届高考物理一轮专题复习（人教版）

该高中物理高考复习课件聚焦“万有引力定律及其应用”专题，覆盖开普勒行星运动定律、万有引力定律、天体质量与密度计算等高考核心考点，依据高考评价体系梳理各考点考查要求，通过表格系统呈现定律内容与公式，结合考情分析考点权重，归纳天体运动情景分析、万有引力与重力关系辨析等常考题型，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于“真题引领+方法提炼+素养提升”的复习模式，如以2024年浙江6月选考真题为典例，解析开普勒定律应用中面积定律与周期定律的综合判断，培养科学思维中的模型建构与科学推理能力。针对天体质量计算，提炼“平抛运动求g—黄金代换求M”解题链条，帮助学生掌握答题技巧，教师可依托课件实现考点精准突破，助力学生高效冲刺高考。

课时4 万有引力定律及其应用 考点一 开普勒行星运动定律 基础梳理 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 的一个焦点上 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 椭圆 椭圆 面积 半长轴的三次方 公转周期的二次方 中心天体 典例精析 命题视角　结合天体运动情景,考查开普勒定律的理解与应用 【典例1】 (中等)(2024·浙江6月选考)与地球公转轨道“外切”的小行星甲和“内切”的小行星乙的公转轨道如图所示,假设这些小行星与地球的公转轨道都在同一平面内,地球的公转半径为R,小行星甲的远日点到太阳的距离为R1,小行星乙的近日点到太阳的距离为R2,则(　　) A.小行星甲在远日点的速度大于在近日点的速度 B.小行星乙在远日点的加速度小于地球公转加速度 D 考点二 万有引力定律 基础梳理 物体的 质量m1和m2的乘积 距离r的二次方成反比 质点 两球心 典例精析 命题视角1　理解万有引力定律,应用公式解决实际问题 【典例2】 (容易)已知火星质量约为月球的9倍,半径约为月球的2倍,“祝融”火星车的质量约为“玉兔”月球车的2倍。在着陆前,“祝融”和“玉兔”都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时,“祝融”与“玉兔”所受着陆平台的作用力大小之比为(　　) A.9∶1 B.9∶2 C.36∶1 D.72∶1 B 命题视角2　考虑地球自转影响,辨析万有引力、重力、向心力的关系 地球对物体的万有引力F表现为两个效果:一是重力mg,二是提供物体随地球自转的向心力Fn,如图所示。 【典例3】 (中等)某行星为质量分布均匀的球体,半径为R,质量为m。科研人员研究同一物体在该行星上的重力时,发现物体在“两极”处的重力为“赤道”上某处重力的1.1倍。已知引力常量为G,则该行星自转的角速度为 (　　) B 考点三 天体质量和密度的计算 基础梳理 1.利用天体表面重力加速度 已知天体表面的重力加速度g和天体半径R。 黄金代换公式GM=gR2 2.利用运行天体 已知卫星绕中心天体做匀速圆周运动的半径r和周期T。 地球自转周期24 h,公转周期365天 命题视角　综合应用万有引力与圆周运动规律,掌握计算天体质量与密度的两种方法 【典例4】 (中等)我国是第三个对火星探测并将探测器着陆火星的国家,探测器在环绕火星表面飞行时周期是T。火星表面气体非常稀薄可近似认为真空,在火星表面附近以初速度v0水平抛出一个物体,测得抛出点距火星表面高度为h,落到火星表面时物体的水平位移为x,已知引力常量为G,下列说法正确的是(　　) 典例精析 C 感谢观看 开普勒 第三定律 (周期 定律) 所有行星轨道的 跟它的 的比都相等 =k,k是一个与行星无关的常量,只与 的质量有关 C.小行星甲与乙的运行周期之比= D.甲、乙两小行星从远日点到近日点的时间之比= 解析:D　根据开普勒第二定律,小行星甲在远日点的速度小于在近日点的速度,故A错误;根据=ma,小行星乙在远日点的加速度等于地球公转加速度,故B错误;根据开普勒第三定律,小行星甲与乙的运行周期之比==,故C错误;甲、乙两小行星从远日点到近日点的时间之比即为周期之比,=,故D正确。 解析:B　悬停时所受平台的作用力等于万有引力,根据F=G,可得==,故选B。 (1)在赤道上:G=mg1+mω2R。 (2)在两极上:G=mg2。 (3)在一般位置:万有引力G等于重力mg与向心力Fn的矢量和。越靠近南北两极g值越大。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=mg,即GM=gR2(黄金代换)。 A. B. C. D. 解析:B　设赤道处的重力加速度为g,物体在两极时自转向心力为零,则万有引力等于重力,=1.1m0g,在赤道时万有引力分为重力和自转的向心力,由万有引力定律得=m0g+m0Rω2,由以上两式解得,该行星自转的角速度为ω= ,故选B。 (1)由G=mg,得天体质量M=。 (2)天体密度ρ===。 (1)由G=mr,得M=→只能求中心天体的质量。 (2)若已知天体的半径R,则天体的密度ρ===。 (3)若卫星绕天体表面运行,可认为轨道半径r等于天体半径R,则天体密度ρ=,故只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T,就可估算出中心天体的密度。 A.火星表面重力加速度大小是 B.火星的半径是 C.火星的质量是 D.火星的密度是 解析:C　设物体在火星表面附近做平抛运动的时间为t,水平方向x=v0t,竖直方向h=g′t2,联立得g′=,探测器在环绕火星表面飞行时周期是T,由万有引力提供向心力得=,在火星表面有mg′=,联立得R=,A、B错误;在火星表面有mg′=G,解得M=,C正确;火星的密度ρ==,D错误。 $