高考物理 第五章万有引力与宇宙航行 第1讲　万有引力和相对论.pptxVIP

第1讲万有引力和相对论

课标要求备考策略1.知道开普勒行星运动定律

和万有引力定律。2.会计算人造地球卫星的环

绕速度。3.知道第二宇宙速度和第三

宇宙速度抓住对基本概念、基本规律的理解，牢

记各类公式以及公式的变形，知道任何

天体做圆周运动都是靠万有引力提供向

心力的，天体表面的万有引力近似等于

天体表面的重力

CONTENTS考点一01考点二0203考点三04跟踪训练·巩固提升

01考点一开普勒行星运动定律

定律内容图示或公式开普勒第一定律

（轨道定律）所有行星绕太阳运动的轨道都

是，太阳处在?的

一个焦点上椭圆椭圆

定律内容图示或公式开普勒第二定律

（面积定律）对任意一个行星来说，它与太阳的

连线在相等的时间内扫过的?

?相等

开普勒第三定律

（周期定律）所有行星轨道的半长轴的?

跟它的公转周期的?

的比都相等面

积三次

方二次方

1.行星绕太阳运动的轨道通常按圆轨道处理。?

?

1.【开普勒第一、二定律】（2024·江苏无锡模拟）某行星绕太阳运

动的轨道如图所示，则以下说法正确的是（）A.该行星在a点的速度比在b、c两点的都大B.该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都小C.该行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是不相等的D.该行星绕太阳做匀速圆周运动，太阳在圆心上

解析：由开普勒第二定律得相等时间内，太阳和运动着的该行

星的连线所扫过的面积是相等的，知该行星在近日点速度最大、远

日点速度最小，所以该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都

大，故A正确，B、C错误；由开普勒第一定律可知，太阳一定在该

椭圆轨道的一个焦点上，行星绕太阳做椭圆运动，D错误。

2.【开普勒第三定律】由于潮汐力的作用，地球的自转将逐渐变慢。

设想未来某个时候地球上的一昼夜为27h，则那个时候地球上空的

同步卫星的轨道半径与现在同步卫星的轨道半径之比为（）

?

3.【开普勒第二定律】（2024·江苏扬州模拟）如图所示，哈雷彗星

在近日点与太阳中心的距离为r1，线速度大小为v1，加速度大小为

a1；在远日点与太阳中心的距离为r2，线速度大小为v2，加速度大

小为a2，则（）

?

02考点二万有引力定律的理解和应用

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?成反比。2.表达式?二次方G?卡文迪什

3.适用条件（1）公式适用于间的相互作用，当两个物体间的距离远

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?间的距离。质点两球心

?判断小题1.只有天体之间才存在万有引力。 （×）?3.地面上的物体所受地球的万有引力方向一定指向地心。

（√）4.两物体间的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大。

（×）××√×

万有引力与重力的关系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

体随地球自转需要的向心力F向，如图所示。??

【例1】将地球看成一个半径为R的圆球，在北极用弹簧测力计将一

个物体竖直悬挂，物体静止时，弹簧测力计弹力大小为F1；在赤道，

用弹簧测力计将同一物体竖直悬挂，物体静止时，弹簧测力计弹力大

小为F2。已知地球自转周期为T，则该物体的质量为（）

?

天体不同位置重力加速度?

【例2】某实验小组设计了用单摆测量海底深度的实验。在静止于

海底的蛟龙号里，测得摆长为l的单摆，完成N次全振动用时为t。设地

球为均质球体，半径为R，地球表面的重力加速度大小为g。已知质量

分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。则下列说法正确的是（）A.此海底处的重力加速度大于地球表面的重力加速度B.此海底处的重力加速度为无穷大

??

03考点三天体质量和密度的估算

?

??

【例3】（2023·辽宁高考7题）在地球上观察，月球和太阳

的角直径（直径对应的张角）近似相等，如图所示。若月球

绕地球运动的周期为T1，地球绕太阳运动的周期为T2，地球半

径是月球半径的k倍，则地球与太阳的平均密度之比约为（）

?

【例4