2024届高考物理一轮总复习第四章曲线运动万有引力定律第4节万有引力定律及其应用课件

这是一份2024届高考物理一轮总复习第四章曲线运动万有引力定律第4节万有引力定律及其应用课件，共43页。PPT课件主要包含了万有引力定律，质量的乘积，成反比，公式F＝G，m1m2，三种宇宙速度，同步卫星，24h，速率越大，了万有引力定律等内容，欢迎下载使用。

6.67×10－11 N·m2/kg2
1.内容：自然界中任何两个物体都是互相吸引的，引力的大小跟这两个物体的______________成正比，跟它们的距离的二次方
，其中 G＝__________________，叫引力
常量，由英国物理学家卡文迪什利用扭秤装置第一次测得.3.适用条件：公式适用于________间的相互作用.均匀的球体也可视为质量集中于球心的质点，r 是两球心间的距离.
1.概念：相对地面________的卫星称为同步卫星.2.基本特征：①周期为地球自转周期 T＝________；②轨道在赤道平面内；③运动的角速度与地球的自转角速度相同；④高度 h一定；⑤轨道和地球赤道为共面同心圆；⑥卫星运行速度一定.
【基础自测】1.判断下列题目的正误.(1)行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，离太阳越远，运行
(2)牛顿总结了前人的科研成果，在此基础上，经过研究得出
(3)牛顿利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量.(
(4)第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最小速度.
)(5)若物体的速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，则
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)×
2.(多选)如图 4-4-1 所示，一颗卫星绕地球做椭圆运动，运动周期为 T，图中虚线为卫星的运动轨迹，A、B、C、D 是轨迹上的四个位置，其中 A 距离地球最近，C 距离地球最远.B 点和 D 点是
弧线 ABC 和 ADC 的中点，下列说法正确的是(图 4-4-1
A.卫星在 A 点的速度最大B.卫星在 C 点的加速度最大
3.(2022 年河北卷)2008 年，我国天文学家利用国家天文台兴隆观测基地的 2.16 米望远镜，发现了一颗绕恒星 HD173416 运动的系外行星 HD173416b，2019 年，该恒星和行星被国际天文学联合会分别命名为“羲和”和“望舒”，天文观测得到恒星“羲和”的质量是太阳质量的 2 倍，若将“望舒”与地球的公转均视为匀速圆周运动，且公转的轨道半径相等.则望舒与地球公转速度
4.(2022 年上海卷)木卫一和木卫二都绕木星做匀速圆周运动.它们的周期分别为 42 h 46 min 和 85 h 22 min，它们的轨道半径分
别为 R1 和 R2，线速度分别为 v1 和 v2，则(A.R1＜R2，v1＜v2B.R1＞R2，v1＜v2C.R1＞R2，v1＞v2D.R1＜R2，v1＞v2
热点 1 万有引力与重力的关系
考虑星球自转时，星球表面万有引力
与重力的关系[热点归纳]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 F向，
如图 4-4-2 所示.
【典题 1】(2022 年广东广州模拟)现实版的倒霉熊乔伊曾因为白化病两次被送到北极，还有一次被送到位于赤道的北极馆.若乔伊质量始终为 m，它在北极和北极馆的重力差为ΔN，地球半径 R，
则可求出同步卫星运动的周期为(
考向 2 不考虑星球自转时，星球表面万有引力与重力的关系[热点归纳]
因为一般星球自转表面需要的向心力远小于重力，所以不研
【典题 2】(2020 年山东卷)质量为 m 的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为 t0、速度由 v0 减速到零的过程.已知火星的质量约为地球的 0.1 倍，半径约为地球的 0.5 倍，地球表面的重力加速度大小为 g，忽略火星大气阻力.若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，此过程中着陆器受到的制
考向 3 天体表面某深度处的重力加速度
【典题 3】(2021 年湖南长沙质检)在某科幻小说里演绎了这样一个故事：“落日六号”飞船深入地球内部进行探险，在航行中失事后下沉，最后船上只剩下一名年轻的女领航员，她只能在封闭的地心度过余生.已知地球可视为半径为 R、质量分布均匀的球体，且均匀球壳对壳内质点的引力为零.若地球表面的重力加速度为 g，当“落日六号”位于地面以下深 0.5R 处时，该处的重力加
热点 2 中心天体质量和密度的计算[热点归纳]
天体质量和密度常用的估算方法.
【典题 4】(2021 年湖北汉阳月考)根据以下信息，并查阅资料
获知火星的质量和万有引力常量，则可估算出(
A.火星的平均密度C.火星表面的重力加速度
B.探测器的环火轨道半长轴D.探测器在近火点的加速度
方法技巧 估算天体质量和密度的四点注意
(1)利用万有引力提供天体圆周运动的向心力估算天体质量时，估算的只是中心天体的质量，而非环绕天体的质量.
热点 3 卫星[热点归纳]
【典题 5】(2022 年广东卷)“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季.假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的 1.88 倍.火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动.下列关于火星、地球公转的说法正
A.火星公转的线速度比地球的大B.火星公转的角速度比地球的大C.火星公转的半径比地球的小D.火星公转的加速度比地球的小
热点 4 宇宙速度[热点归纳]1.第一宇宙速度的推导
2.宇宙速度与运动轨迹的关系
(1)v发＝7.9 km/s 时，卫星绕地球做匀速圆周运动.
(2)7.9 km/s＜v发＜11.2 km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆.(3)11.2 km/s＜v发＜16.7 km/s，卫星绕太阳做椭圆运动.
(4)v发≥16.7 km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系
【典题 6】(2021 年天津模拟)我国于 2020 年 11 月 24 日发射的“嫦娥五号”月球探测器成功实施无人月面采样返回.已知地球的质量为 M1，表面的重力加速度大小为 g1，半径为 R1，第一宇宙速度为 v1；月球的质量为 M2，表面的重力加速度大小为 g2，半径为 R2，第一宇宙速度为 v2.则 v1 与 v2 之比为( )
“双星”和“三星”模型分析
“双星”“三星”和“四星”模型.
【典题 7】(2021 年重庆月考)宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不会因为万有引力的作用而吸引到一起.如图 4-4-3 所示，某双星系统中 A、B 两颗天体绕 O 点做匀速圆周运动，它们的轨道半
径之比 rA∶rB＝1∶2，则两颗天体的(A.质量之比 mA∶mB＝2∶1B.转动方向相反C.角速度之比ωA∶ωB＝1∶2D.向心力大小之比 FA∶FB＝2∶1答案：A
对于双星系统在列式时一定要注意万有引力定律
绕中心天体运行时，两边的 r 是相同的.
【触类旁通】(2022 年广东模拟)三颗质量相等的恒星彼此连线恰好构成等边三角形，忽略其他星体对其引力，测量星体之间距离，并通过理论计算得到该三星系统的周期为 T，但实际观测中得到该三星系统周期为 nT，科学家猜测在三星构成的等边三角形
的中心存在质量为 M 的黑洞，该黑洞质量是恒星质量的(