（课标版 A版）物理总复习 专题五 万有引力与航天课件-人教版高三全册物理课件.pptx

专题五万有引力与航天考点一天体的运动二、万有引力定律三、引力常量考向突破解析设哈雷彗星椭圆轨道长轴的长度为d地球绕日公转轨道半长轴为R0由开普勒第三定律有 = 又T0=1年得d=2 R0。哈雷彗星椭圆轨道近日点离太阳的距离R近=NR0远日点离太阳的距离R远=d-NR0=(2 -N)R0根据万有引力定律F=G 可知在近日点与远日点处受到的万有引力的比值 = =(2 -N)2N-2。考向二万有引力定律及其应用一、对重力的理解1.地球表面物体的重力与万有引力地面上的物体所受地球的吸引力产生两个效果其中一个分力提供了物体绕地轴做圆周运动的向心力另一个分力等于重力。(1)在两极向心力等于零重力等于万有引力;(2)除两极外物体的重力都比万有引力小;(3)在赤道处物体的万有引力分解为两个分力(F向和mg)两分力在一条直线上有F=F向+mg所以mg=F-F向= -mRω2。2.地球表面附近(脱离地面)物体的重力与万有引力物体在地球表面附近(脱离地面)绕地球转时物体所受的重力等于万有引力即mg= R为地球半径g为地球表面附近的重力加速度上式变形得GM=gR2。3.距地面一定高度处物体的重力与万有引力物体在距地面一定高度h处绕地球转时mg'= R为地球半径g'为该高度处的重力加速度。4.在匀质球体(质量为M)内部距离球心r处的质点(质量为m)受到的万有引力等于球体内半径为r的同心球体(质量为M')对其的万有引力即F=G而 = 而该处物体的重力在数值上等于该处的万有引力则有 =mg'得 r=mg'。因此球体内距球心r处的重力随着r的增大成正比增加。例2已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为0。假设地球是一半径为R的质量分布均匀的球体地球表面的重力加速度大小为g。试求:(1)在地面上方离地面距离为 处的重力加速度大小与在地面下方地球内部离地面距离为 处的重力加速度大小之比为多少?(2)设想地球的密度不变自转周期不变但地球球体半径变为原来的一半仅考虑地球和同步卫星之间的相互作用力则该“设想地球”的同步卫星的轨道半径与以前地球的同步卫星的轨道半径的比值是多少?解析(1)由万有引力等于重力知 =mg1 =mg2且有 = = 则 = (2)地球对同步卫星的万有引力提供同步卫星转动的向心力 =m' r1 =m' r2M=ρ· πR3M1=ρ· π 解得 = 二、天体的质量、密度通过观察绕天体做匀速圆周运动的卫星的周期T、半径r由万有引力等于向心力即G =m ·r得天体质量M= 。(1)若知道天体的半径R则天体的密度ρ= = = 。(2)若天体的卫星环绕天体表面运动其轨道半径r近似等于天体半径R其周期为T则天体密度ρ= 。例3(2017河南六市一模18)随着地球资源的枯竭和空气污染如雾霾的加重星球移民也许是最好的方案之一。美国NASA于2016年发现一颗迄今为止与地球最类似的太阳系外的行星与地球的相似度为0.98并且可能拥有大气层和流动的水这颗行星距离地球约1400光年公转周期约为37年这颗名叫Kepler452b的行星它的半径大约是地球的1.6倍重力加速度与地球的相近。已知地球的第一宇宙速度为7.9km/s则下列说法正确的是 ()A.飞船在Kepler452b表面附近运行时的速度小于7.9km/sB.该行星的质量约为地球质量的1.6倍C.该行星的平均密度约是地球平均密度的 D.在地球上发射航天器到达该星球航天器的发射速度至少要达到第三宇宙速度解析飞船在该行星表面附近运行时的速度vK= = > =7.9km/sA项错误。由 =mg得M= 则 = =1.62则MK=1.62M地=2.56M地B项错误。由ρ= V= πR3M= 得ρ= 则 = = C项正确。因为该行星在太阳系之外则在地球上发射航天器到达该星球航天器的发射速度至少要达到第三宇宙速度D项正确。考点二人造卫星、宇宙航行二、同步卫星的六个“一定”考向突破(1)赤道轨道:卫星的轨道在赤道平面内同步卫星轨道就是其中的一种。(2)极地轨道:卫星的轨道过南北两极即在垂直于赤道的平面内如极地气象卫星轨道。(3)其他轨道:除以上两种轨道外的卫星轨道轨道平面一定通过地球的球心。解析天宫二号单独运行时的轨道半径与组合体运行的轨道半径相同。由运动周期T=2π 可知周期不变A项错误。由速率v= 可知速率不变B项错误。因为(m1+m2)>m1质量增大故动能增大C项正确。向心加速度a= 不变D项错误。例2(2018安徽A10联盟联考)2018年1月12日我国成功发射北斗三号组网卫星。如图为发射卫星的示意图先将卫星发射到半径为r的圆轨道上做圆周运动到A点时使卫星加速进入椭圆轨道到椭圆轨道的远地点B点时再次改变卫星的速度使卫星进入半径为2r的圆轨道。已知卫星