資源簡介 (共40張PPT)第四章曲線運動 萬有引力與宇宙航行第4講 萬有引力與宇宙航行1.理解開普勒行星運動定律,并能用其解決問題。2.理解萬有引力定律,并能用其解決問題。3.掌握計算天體質量和密度的方法。4.掌握人造衛星的運動規律,會分析衛星運行時各物理量之間的關系。1.開普勒第一定律:所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在橢圓的一個_______上。2.開普勒第二定律:對任意一個行星來說,它與太陽的連線在相等的時間內掃過的_______相等。3.開普勒第三定律:所有行星軌道的_______的三次方跟它的_________的二次方的比都相等。考點1 開普勒行星運動定律的理解和應用焦點面積半長軸公轉周期 【典例1】 (多選)對于開普勒定律的理解,下列說法正確的是( )A.開普勒根據第谷對行星的觀測數據,總結得出了開普勒三大定律B.行星圍繞太陽運動的軌跡是橢圓,太陽處于橢圓的一個焦點上C.行星距離太陽越近,其運動速率越小D.行星圍繞太陽運動的軌道半徑跟它公轉周期成正比解析 開普勒通過觀察和分析第谷對行星的觀測數據,總結得出了開普勒三大定律,A項正確;由開普勒第一定律知,行星圍繞太陽運動的軌跡是橢圓,太陽處于橢圓的一個焦點上,B項正確;由開普勒第二定律知,行星距離太陽越近,其運動速率越大,C項錯誤;由開普勒第三定律知,行星圍繞太陽運動的軌道半徑的三次方跟它公轉周期的平方成正比,D項錯誤。答案 AB【典例2】 北京冬奧會開幕式二十四節氣倒計時驚艷全球,如圖是地球沿橢圓軌道繞太陽運行所處不同位置對應的節氣,下列說法正確的是( ) 答案 C1.內容:自然界中任何兩個物體都相互吸引,引力的方向在它們的連線上,引力的大小與物體的質量m1和m2的乘積_______,與它們之間距離r的二次方_______。2.表達式:F=_______,G為引力常量:G=6.67×10-11 N·m2/kg2。考點2 萬有引力定律的理解和應用成正比成反比 3.適用條件。(1)公式適用于_______間的相互作用。當兩個物體間的距離遠遠大于物體本身的大小時,物體可視為質點。(2)公式適用于質量分布均勻的球體之間的相互作用,r是_________的距離。質點兩球心間(1)只有質量較大的天體之間才存在萬有引力( )(2)兩物體間的距離趨近于零時,萬有引力趨近于無窮大( )(3)地面上的物體所受地球的萬有引力方向一定指向地心 ( ) 答案 B 答案 D補償法求非對稱物體間的萬有引力球內挖去一部分后則變成非對稱球,無法直接使用萬有引力定律求解,此時可用“先補后減”的方法。這是一種解決問題的科學思維,即先把挖去的部分用同密度的物質“填補”上,使其成為規則的球體,再根據萬有引力定律,分別計算出大球和“填補”上的小球對物體的萬有引力,最后兩引力相減即可得到結果。 答案 B 答案 B 考點3 天體質量和密度的計算 考向1 “重力加速度法”計算天體質量和密度【典例7】 航天員在月球表面將一片羽毛和一個鐵錘從同一高度由靜止同時釋放,二者幾乎同時落地。若羽毛和鐵錘是從高度為h處下落,經時間t落到月球表面。已知引力常量為G,月球的半徑為R(不考慮月球自轉的影響)。求:(1)月球表面的自由落體加速度大小g月;(2)月球的質量M;(3)月球的密度ρ。 答案 BD 考點4 衛星運行參數的分析2.衛星的各物理量隨軌道半徑變化的規律。【典例9】 (多選)(2023·海南卷)如圖所示,1、2軌道分別是“天宮二號”飛船在變軌前后的軌道,下列說法正確的是( )A.飛船從1軌道變到2軌道要點火加速B.飛船在1軌道的周期大于在2軌道的周期C.飛船在1軌道的速度大于在2軌道的速度D.飛船在1軌道的加速度大于在2軌道的加速度 答案 ACD【典例10】 (2023·廣東卷)如圖甲所示,太陽系外的一顆行星P繞恒星Q做勻速圓周運動。由于P的遮擋,探測器探測到Q的亮度隨時間做如圖乙所示的周期性變化,該周期與P的公轉周期相同。已知Q的質量為M,引力常量為G。關于P的公轉,下列說法正確的是( ) 答案 B 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫