2026高考物理复习习题 01 第12讲　万有引力定律及其应用 【正文】听课正文.docxVIP

第五单元万有引力与宇宙航行

课程标准

核心考点

1.通过史实,了解万有引力定律的发现过程.知道万有引力定律.认识发现万有引力定律的重要意义.认识科学定律对人类探索未知世界的作用

2.会计算人造卫星的环绕速度.知道第二宇宙速度和第三宇宙速度

3.知道经典力学的局限性,初步了解相对论时空观和微观世界的量子特征.体会人类对自然界的探索是不断深入的

开普勒三定律

万有引力定律及其应用

三个宇宙速度

卫星的变轨问题

第12讲万有引力定律及其应用

考点一开普勒行星运动定律

定律

内容

图示或公式

推广

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?

行星绕太阳运动的轨道通常按处理?

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?

行星在两个位置的速度与到太阳的距离成反比v1v2=

开普勒第三定律

(周期定律)

所有行星轨道的跟它的的比都相等?

a3T2=k,k是一个与行星无关的常量,只与

不同的中心天体k值不同,且该定律只能用在同一中心天体的两星体之间

【辨别明理】

1.所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆.()

2.行星在椭圆轨道上的运行速率是变化的,离太阳越远,运行速率越大.()

3.围绕同一天体运动的不同行星椭圆轨道不一样,但都有一个共同的焦点.()

4.开普勒总结出了行星运动的规律,找出了行星按照这些规律运动的原因.()

例1[2024·舟山中学模拟]经过71年的长途跋涉,编号为12P/Pons?Brooks的彗星(以下简称12P彗星)于2024年4月21日通过近日点.若只考虑12P彗星与太阳的作用力,下列说法正确的是()

A.太阳在12P彗星椭圆轨道的中心点上

B.12P彗星在近日点的速度比在远日点的速度小

C.12P彗星轨道半长轴的二次方与它公转周期的三次方的比值是一个定值

D.在远离太阳的过程中,12P彗星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等

[反思感悟]

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?

例2[2024·浙江6月选考]与地球公转轨道“外切”的小行星甲和“内切”的小行星乙的公转轨道如图所示,假设这些小行星与地球的公转轨道都在同一平面内,地球的公转半径为R,小行星甲的远日点到太阳的距离为R1,小行星乙的近日点到太阳的距离为R2,则()

A.小行星甲在远日点的速度大于近日点的速度

B.小行星乙在远日点的加速度小于地球公转加速度

C.小行星甲与乙的运行周期之比T1T

D.甲、乙两行星从远日点到近日点的时间之比t1t

[反思感悟]

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?

考点二万有引力定律

1.万有引力定律的内容

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,引力的大小与成正比、与它们之间成反比.?

2.表达式

F=,G为引力常量,通常取G=6.67×10-11N·m2/kg2,由英国物理学家测定.?

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是的距离.?

4.万有引力的“两点理解”

(1)两物体相互作用的万有引力是一对作用力和反作用力.

(2)地球上(两极除外)的物体受到的重力只是万有引力的一个分力.

【辨别明理】

1.只有天体之间才存在万有引力.()

2.只要知道两个物体的质量和两个物体之间的距离,就可以由F=Gm1m2r2计算物体间的万有引力

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.()

考向一万有引力定律的理解与简单计算

例3[2020·全国卷Ⅰ]火星的质量约为地球质量的110,半径约为地球半径的12,则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为(

A.0.2 B.0.4 C.2.0 D.2.5

[反思感悟]

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例4如图所示,有一个质量为M、半径为R、密度均匀的大球体.从中挖去一个半径为R2的小球体,并在空腔中心放置一质量为m的质点,引力常量为G,则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为(已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零)()

A.GMmR2 B

C.4GMmR2 D

[反思感悟]

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考向二万有引力与重力的关系

1.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的向心力F向,如图所示.

(1)在赤道上:GMmR2=mg+mω

(2)在两极上:GMmR2