人教版高考物理一轮复习第4章曲线运动万有引力与航天第4讲万有引力定律及其应用课件

这是一份人教版高考物理一轮复习第4章曲线运动万有引力与航天第4讲万有引力定律及其应用课件，共60页。PPT课件主要包含了知识点1，开普勒三定律，扫过的面积，公转周期的二次方，知识点2，万有引力定律，知识点3，人造卫星，匀速圆周，知识点4等内容，欢迎下载使用。

1 知识梳理·双基自测
开普勒第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是_______，太阳处在所有椭圆的一个_______上。开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等的时间内_____________相等。注意：面积定律是对同一个行星而言的，不同的行星相等时间内扫过的面积不等。
6.67×10－11 N·m2/kg2　
思考：卡文迪许把他的实验说成是可以“称量地球的质量”。阅读教材，怎样通过推导公式来证明卡文迪许的实验是能够称量地球质量的。
1．第一宇宙速度(环绕速度)指人造卫星近地环绕速度，它是人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，是人造卫星的最小发射速度，也是最大的线速度，其大小为v1＝______ km/s。2．第二宇宙速度在地面上发射物体，使之能够脱离地球的引力作用，成为绕太阳运动的人造行星或飞到其他行星上去所必需的最小发射速度。其大小为v2＝_______ km/s。
3．第三宇宙速度在地面上发射物体，使之能够脱离太阳的引力范围，飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小发射速度，其大小为v3＝_______ km/s。
思考：发射卫星，要有足够大的速度才行，请思考：(1)不同星球的第一宇宙速度是否相同？如何计算第一宇宙速度？(2)把卫星发射到更高的轨道上需要的发射速度越大还是越小？[答案]　(1)不同。围绕星球表面运转卫星的线速度即为第一宇宙速度。(2)越大。
一、堵点疏通1．当两物体间的距离趋近于0时，万有引力趋近于无穷大。(　　)2．牛顿根据前人的研究成果得出了万有引力定律，并测量得出了万有引力常量。(　　)3．人造地球卫星绕地球运动，其轨道平面一定过地心。(　　)4．在地球上，若汽车的速度达到7.9 km/s，则汽车将飞离地面。(　　)5．“嫦娥四号”探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则周期较小的轨道半径一定较小。(　　)
二、对点激活1．(2021·山东质检)开普勒行星运动定律为万有引力定律的发现奠定了基础，下列对于开普勒行星运动定律的理解，正确的是(　　)A．开普勒定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕地球的运动B．行星绕太阳运动时，在近日点处的线速度小于在远日点处的线速度C．若人造地球卫星的运行轨道都是椭圆(共面)，则地球在椭圆的一个焦点上D．同一人造卫星绕地球运行与绕月球运行，其轨道半径的三次方与其运动周期的平方之比相同
[解析]　本题考查对开普勒三大定律的理解。开普勒定律适用于一切类太阳系行星的运动，故A错误；行星绕太阳运动时，在近日点处的线速度大于在远日点处的线速度，故B错误；若人造地球卫星的运行轨道都是椭圆(共面)，则地球在椭圆的一个焦点上，故C正确；开普勒第三定律适用于绕同一中心天体的运动，故D错误。
3．(2020·山东泰安二模)(多选)中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。如图所示是北斗卫星导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则(　　)A．卫星a的角速度小于c的角速度B．卫星a的加速度大于b的加速度C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D．卫星b的周期等于24 h
4．(2019·北京，18)2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)。该卫星(　　)A．入轨后可以位于北京正上方B．入轨后的速度大于第一宇宙速度C．发射速度大于第二宇宙速度D．若发射到近地圆轨道所需能量较少
2 核心考点·重点突破
中心天体质量和密度的估算
3．极地卫星和近地卫星(1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖。(2)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为7.9 km/s。(3)两种卫星的轨道平面一定通过地球的球心。
〔变式训练2〕(2020·北京西城一模)2019年11月5日，我国成功发射了“北斗三号卫星导航系统”的第3颗倾斜地球同步轨道卫星。“北斗三号卫星导航系统”由静止地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星、中圆地球轨道卫星组成。“同步轨道”卫星的公转周期等于地球自转周期，卫星运行轨道面与地球赤道面的夹角叫作轨道倾角。根据轨道倾角的不同，可将“同步轨道”分为静止轨道(倾角为零)、倾斜轨道(倾角不为零)和极地轨道。根据以上信息，下列说法中正确的是(　　)A．倾斜地球同步轨道卫星的高度大于静止地球同步轨道卫星的高度B．倾斜地球同步轨道卫星的线速度小于静止地球同步轨道卫星的线速度C．可以发射一颗倾斜地球同步轨道卫星，静止在北京上空D．可以发射一颗倾斜地球同步轨道卫星，每天同一时间经过北京上空
〔变式训练3〕(2021·湖南衡阳八中月考)据报道，未来几年我国将发射首颗“人造月亮”，其亮度是月球亮度的8倍，可为城市提供夜间照明。假设“人造月亮”在距离地球表面500 km的轨道上绕地球做匀速圆周运动(不计地球自转的影响)，下列有关“人造月亮”的说法正确的是(　　)A．发射速度小于第一宇宙速度B．角速度大于月球绕地球运行的角速度C．向心加速度大于地球表面的重力加速度 D．在运行轨道上处于完全失重状态，重力加速度为零
3 名师讲坛·素养提升
多星运动模型(一)双星模型绕公共圆心转动的两个星体组成的系统，我们称之为双星系统，如图所示，双星系统模型有以下特点：
万有引力定律表达式中的r表示双星间的距离，向心力表达式中的r表示它们各自做圆周运动的半径，不可混淆。
4 2年高考·1年模拟
1．(2020·课标Ⅰ，15)火星的质量约为地球质量的1/10，半径约为地球半径的1/2，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为(　　)A．0.2　　　　B．0.4C．2.0　D．2.5
5．(2019·全国卷Ⅰ，21)(多选)在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其a－x关系如图中虚线所示。假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍，则(　　)A．M与N的密度相等B．Q的质量是P的3倍C．Q下落过程中的最大动能是P的4倍D．Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍