2022届高三物理(沪科版)一轮复习教案:万有引力与航天-Word版含解析.docx
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1、第5课时万有引力与航天知 识 梳 理学问点一、万有引力定律及其应用1内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比,与它们之间距离r的平方成反比。2表达式:FGG为引力常量:G6.671011 Nm2/kg2。3适用条件(1)公式适用于质点间的相互作用。当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时,物体可视为质点。(2)质量分布均匀的球体可视为质点,r是两球心间的距离。学问点二、环绕速度1第一宇宙速度又叫环绕速度。2第一宇宙速度是人造地球卫星在地面四周环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度。3第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度,也是人造
2、地球卫星的最小放射速度。4第一宇宙速度的计算方法。(1)由Gm得v。(2)由mgm得v。学问点三、其次宇宙速度和第三宇宙速度1其次宇宙速度(脱离速度):v211.2 km/s,使物体摆脱地球引力束缚的最小放射速度。2第三宇宙速度(逃逸速度):v316.7 km/s,使物体摆脱太阳引力束缚的最小放射速度。学问点四、经典时空观和相对论时空观1经典时空观(1)在经典力学中,物体的质量是不随运动状态而转变的。(2)在经典力学中,同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是相同的。2相对论时空观(1)在狭义相对论中,物体的质量是随物体运动速度的增大而增大的,用公式表示为m 。(2)在狭义
3、相对论中,同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是不同的。3狭义相对论的两条基本假设(1)相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是不同的。(2)光速不变原理:不管在哪个惯性系中,测得的真空中的光速都是不变的。思维深化推断正误,正确的画“”,错误的画“”。(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)牛顿依据前人的争辩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,其轨道平面肯定过地心。()(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)“嫦娥三号”探测器绕月球做匀速圆周运动,变轨
4、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肯定较小。()答案(1)(2)(3)(4)(5)题 组 自 测题组一万有引力定律的理解及应用1关于万有引力公式FG,以下说法中正确的是()A公式只适用于星球之间的引力计算,不适用于质量较小的物体B当两物体间的距离趋近于0时,万有引力趋近于无穷大C两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律D公式中引力常量G的值是牛顿规定的解析万有引力公式FG,虽然是牛顿由天体的运动规律得出的,但牛顿又将它推广到了宇宙中的任何物体,适用于计算任何两个质点间的引力,故选项A错误;当两个物体的距离趋近于0时,两个物体就不能视为质点了,万有引力公式不再适用,选项B错误
5、;两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律,选项C正确;公式中引力常量G的值,是卡文迪许在试验室里试验测定的,而不是人为规定的,故选项D错误。答案C2(2022贵州贵阳联考)近年来,人类放射了多枚火星探测器,对火星进行科学探究,为将来人类登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。假如火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动,并测得该探测器运动的周期为T,则火星的平均密度的表达式为(k是一个常数)()A BkT CkT2 D解析由万有引力定律知Gmr,联立MR3和rR,解得,D正确。答案D题组二天体的运动3对于环绕地球做圆周运动的卫星来说,它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化,某
6、同学依据测得的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T关系作出如图1所示图像,则可求得地球质量为(已知引力常量为G)()图1A. B. C. D.解析由Gmr()2,得r3,即,求得地球的质量为M,因此A项正确。答案A4(2022浙江卷,16)长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星,它的公转轨道半径r119 600 km,公转周期T16.39天。2006年3月,天文学家新发觉两颗冥王星的小卫星,其中一颗的公转轨道半径r248 000 km,则它的公转周期T2最接近于()A15天 B25天 C35天 D45天解析依据牛顿其次定律及万有引力定律得r1r2由得:,即T2T16.3925
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