資源簡介

(共30張PPT)
專題五　萬有引力與宇宙航行
第1講　行星的運動、萬有
引力定律
課標要求 1.通過史實，了解萬有引力定律的發現過程．
2．知道萬有引力定律．認識發現萬有引力定律的重要意義．
3．認識科學定律對人類探索未知世界的作用．
考點一
PART
01
第一部分
考點一　開普勒行星運動定律

1．開普勒定律的發現：德國天文學家開普勒經過多年對丹麥天文學家第谷的行星觀測記錄的研究，發現了開普勒行星運動三大定律．
定律 內容 圖示或公式
開普勒第一定律(軌道定律) 所有行星繞太陽運動的軌道都是_____，太陽處在_________________
橢圓
橢圓的一個焦點上
掃過的面積相等
都相等
關于開普勒行星運動定律，下列說法正確的是(　　)
A．所有行星繞太陽運動的軌道都是圓，太陽處在圓的中心
B．所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的中心
C.所有行星與太陽的連線在相等的時間內掃過的面積相等
D. 同一行星與太陽的連線在相等的時間內掃過的面積相等
√
【跟蹤訓練1】　如圖所示，小行星繞太陽沿橢圓軌道運動．a、b、c、d為小行星軌道上的四個位置，其中a為近日點，c為遠日點，則小行星在(　　)
A．a位置受到太陽的引力最大
B．b位置受到太陽的引力最大
C．c位置的線速度最大
D．d位置的線速度最大
√
解析：行星繞太陽做橢圓運動，a為近日點，此處距離太陽最近，受到太陽的引力最大，A正確，B錯誤；根據開普勒第二定律可知，行星距離太陽越近，速度越大，所以a位置的線速度最大，C、D錯誤．
√
考點二
PART
02
第二部分
正比
反比
3．適用條件
(1)公式適用于質點間的相互作用，當兩個物體間的距離遠大于物體本身的大小時，物體可視為質點．
(2)質量分布均勻的球體，r是兩球心間的距離．
(3)一個質量分布均勻的球體與球外一個質點間，r為___________的距離．
球心到質點
4．與萬有引力定律的發現有關的物理史實
(1)德國天文學家開普勒提出天體運動的開普勒三大定律．
(2)牛頓總結了前人的科研成果，在此基礎上，經過研究得出了萬有引力定律．
(3)英國物理學家卡文迪許利用扭秤實驗裝置比較準確地測出了引力常量的數值．
√
√
√
√
√
√
考點三
PART
03
第三部分
考點三　萬有引力與重力的關系

地球對物體的萬有引力F表現為兩個效果：一是重力mg，二是提供物體隨地球自轉的向心力F向，如圖所示．
假設某星球和地球都是球體，該星球的質量是地球質量的2倍，該星球的半徑是地球半徑的3倍，那么該星球表面的重力加速度與地球表面處的重力加速度之比為(　　)
A．2∶9　　　　　　　 B．18∶1
C．2∶3 D．6∶1
√
【跟蹤訓練6】　在星球表面物體受到的重力大小可以用公式G＝mg表示，地球和火星的g值如圖所示．同一個物體從地球表面移至火星表面時(　　)
A．質量變大
B．質量變小
C．重力變小
解析：質量與物體所處的位置無關，故物體移到火星表面后質量不變，故A、B錯誤；由題圖可知火星表面的重力加速度小于地球表面，根據G＝mg，同一個物體從地球表面移至火星表面時質量不變，得火星表面物體受到的重力變小，故C正確．
√(共29張PPT)
第2講　宇宙航行　相對論時空觀
課標要求 1.會計算人造地球衛星的環繞速度．知道第二宇宙速度和第三宇宙速度．
2．知道牛頓力學的局限性，體會人類對自然界的探索是不斷深入的．
3．初步了解相對論時空觀．
4．關注宇宙起源和演化的研究進展．
考點一
PART
01
第一部分
考點一　宇宙速度

1．三個宇宙速度的比較
第一宇宙速度
(環繞速度) v1＝_____ km/s，是人造衛星在地面附近繞地球做__________運動的速度
第二宇宙速度
(脫離速度) v2＝_____km/s，是物體掙脫_____引力束縛的最小發射速度
第三宇宙速度
(逃逸速度) v3＝_____ km/s，是物體掙脫_____引力束縛的最小發射速度
7.9
勻速圓周
11.2
地球
16.7
太陽
2.第一宇宙速度的含義
(1)又叫環繞速度，是人造地球衛星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所具有的速度，是所有衛星運行的速度的最大值．
(2)是人造地球衛星的最小發射速度．
(2023·廣東學考)北斗導航系統中的地球同步衛星繞地球近似做勻速圓周運動，其運行的線速度(　　)
A．大于第一宇宙速度
B．等于第一宇宙速度
C．小于第一宇宙速度
D．等于第二宇宙速度
√
【跟蹤訓練1】　物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的速度叫第一宇宙速度．其大小為(　　)
A．7.9 km/s B．11.2 km/s
C．16.7 km/s D．18.5 km/s
√
【跟蹤訓練2】　地面上發射人造衛星，不同發射速度會產生不同的結果，下列說法正確的是(　　)
A．要使衛星繞地球運動，發射速度至少要達到 7.9 km/s　
B．要使衛星飛出太陽系，發射速度至少要達到 11.2 km/s　
C．發射速度介于7.9 km/s和11.2 km/s之間，衛星能繞太陽運動
D．發射速度小于7.9 km/s，衛星能在地面附近繞地球做勻速圓周運動
√
考點二
PART
02
第二部分
越小
越大
(2023·廣東學考)中國空間站運行軌道近似為圓形．為補充物資，貨運飛船需定期與空間站交會對接，對接后形成的組合體仍在原軌道運行．與對接前的空間站相比，組合體運行(　　)
A．周期變大
B．線速度變大
C．向心加速度變大
D．所需的向心力變大
√
【跟蹤訓練3】　(多選)環繞地球做勻速圓周運動的人造衛星，距離地面越高，環繞的(　　)
A．速度越小
B．周期越大
C．向心加速度越大
D．角速度越大
√
√
√
考點三
PART
03
第三部分
赤道平面
2．經典時空觀
(1)在經典力學中，物體的質量是不隨____________改變而改變的．
(2)在經典力學中，同一物理過程發生的位移和對應時間的測量結果在不同的參考系中是______的．
3．相對論時空觀
(1)在狹義相對論中，同一物理過程發生的位移和對應時間的測量結果在不同的參考系中是_____的．
(2)光速不變原理：不管在哪個慣性系中，測得的真空中的光速都是_____的．
運動狀態
相同
不同
不變
如圖所示的圓a、b、c，其圓心均在地球的自轉軸線上，其中圓a又恰好位于赤道平面．對環繞地球做勻速圓周運動的衛星而言，以下說法正確的是　(　　)
A．a、b、c都可能是衛星軌道
B．只有a、b可能是衛星軌道
C．a、c均可能是同步衛星軌道
解析：所有衛星的軌道必經地心，同步衛星的軌道必經赤道，但在赤道平面內的軌道不一定是同步軌道，所以B正確．
√
【跟蹤訓練5】　北斗衛星導航系統由5顆地球靜止衛星和30顆其他衛星組成，則地球靜止衛星(　　)
A．繞地球運行的軌道為橢圓
B．運行周期與地球自轉周期相同
C．可靜止在深圳上空
D．運行方向與地球自轉方向相反
√
√
解析：地球靜止衛星運行軌道為位于地球赤道平面上圓形軌道，故A錯誤；地球靜止衛星運行周期與地球自轉一周的時間相等，即24小時，故B正確；地球靜止衛星靜止在赤道上空某處，深圳不在赤道上，所以不可靜止在深圳上空，故C錯誤；地球靜止衛星的運行方向與地球自轉方向相同，故D錯誤．
(2023·廣東學考)地面上的觀察者測得真空中的光速為v1，在勻速直線運動的列車內，觀察者測得真空中的光速為v2，根據狹義相對論，下列判斷正確的是(　　)
A.v1>v2
B．v1C．v1＝v2
√
√
解析：根據狹義相對論光速不變原理可知，光在真空中總是以確定的速度傳播，速度的大小同光源的運動狀態無關，在真空中的各個方向上，光信號傳播速度的大小均相同，光速同光源的運動狀態和觀察者所處的慣性系無關，可知v1＝v2，故選C.
【跟蹤訓練6】　下列描述不屬于經典力學范圍的是(　　)
A．開普勒對行星運動規律的描述
B．伽利略對落體運動規律的描述
C．牛頓對物體低速運動規律的描述
D．愛因斯坦對粒子接近光速運動規律的描述
√
【跟蹤訓練7】　關于經典力學，下列說法正確的是(　　)
A．適用于宏觀物體的低速運動
B．僅適用于微觀粒子的運動
C．經典力學中，物體的質量與其運動速度有關
√
解析：經典力學使用條件為：宏觀、低速，對微觀、高速度運動不再適用，故A正確，B錯誤；經典力學中，物體的質量、長度與其運動速度無關，故C錯誤．

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