万有引力与航天ppt课件

物理
主
解析 设地球密度为 ρ，地球质量 M＝43πρR3，地面下 d
干
知 识 整
处内部球质量 M′＝34πρ(R－d)3.地面处 F＝GMRm2 ＝43πρGmR，
合
d
处
F′＝G(MR－′dm)2＝43πρGm(R－d)，地面处
g＝mF＝43πρGR，
知 能 达 标
训
高 而 d 处 g′＝Fm′＝43πρG(R－d)，故g′ g ＝R－R d，所以 A 选项 练
训 练
高
(3)意义：第一宇宙速度是人造卫星的 最大 环绕速度，
频 也是人造地球卫星的 最小 发射速度．
考
点 突 破
2．第二宇宙速度(脱离速度)：v2＝ 挣脱 地球 引力束缚的最小发射速度．
11.2
km/s，使物体
菜单
第四章 曲线运动 万有引力与航天
物理
主 干 知
脱
3．第三宇宙速度(逃逸速度)：v3＝ 16.7 km/s，使物体挣 太阳 引力束缚的最小发射速度．
距离r2的．二表达次式方：成F反＝比G．mr1m2，2 其中G＝6.67×10－11N·m2/kg2，
能 达 标 训
叫引力常量．
练
高 频
3．适用条件：公式适用于质点间的相互作用．也适
考
点 用于两个质量分布均匀的球体间的相互作用，但此时r是
突
破 两球心间的距离，一个均匀球体与球外一个质点的万有引
力也适用，其中r为 球心 到质点间的距离．
训
际的物理意义，故在分析地球表面上物体受力时，不考虑 练
高 地面上物体间的万有引力，只考虑地球对地面上物体的万
频
考 有引力．
点 突
3．两物体间的万有引力只与它们本身的质量以及它
破 们之间的距离有关，而与所在空间的性质无关，也与周围
有无其他物体无关．
菜单
第四章 曲线运动 万有引力与航天
物理
[自主检测]
识 整
4．地球同步卫星的特点
合
(1)轨道平面一定：轨道平面和 赤道 平面重合． (2)周期一定：与 地球自转 周期相同，即 T＝ 24 h .
知 能
高 频 考
(3)高度一定：由 G(RM＋mh)2＝m4Tπ22(R＋h)得，离地面的高
3 度 h＝
G4MπT2 2－R.
达 标 训 练
点
突 破
(4)绕行方向一定：与 地球自转 的方向一致．
知
颗同质量的同步轨道卫星(轨道半径为4.2×107 m)相比
能
达
A．向心力较小
标 训
B．动能较大
练
高 频
C．发射速度都是第一宇宙速度
考
点
D．角速度较小
突
破
菜单
第四章 曲线运动 万有引力与航天
物理
主 干 知
解析 由 F 向＝F 万＝GMRm2 知，中圆轨道卫星向心力大于
识 整 合
同步轨道卫星(G、M、m 相同)，故 A 错误．由 Ek＝12mv2，v
主
干
知 识
1．(2012·课标)假如地球是一半径为 R、质量分布均匀的
整
合 球体．一矿井深度为 d.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体
知
的引力为零．矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为
能 达
标
A．1－Rd
B．1＋Rd
训 练
高
频 考 点 突
C.R－R d2
破
D.R－R d2
菜单
第四章 曲线运动 万有引力与航天
练
高 频
D．万有引力定律也适用于强相互作用力
考
点
突
破
菜单
第四章 曲线运动 万有引力与航天
物理
主
干
知
识
解析 经典力学只适用于宏观、低速、弱引力的情况，
1－vc2 .
破
(2)在狭义相对论中，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 ．
菜单
第四章 曲线运动 万有引力与航天
物理
主
干
知 识
[自主检测]
整 合
3．下列说法中正确的是
A．经典力学适用于任何情况下的任何物体
知 能
B．狭义相对论否定了经典力学
达 标
训
C．量子力学能够描述微观粒子运动的规律性
主
1．经典时空观
干 知
(1)在经典力学中，物体的质量是不随运动状态 而改变
识
整 的．
合
(2)在经典力学中，同一物理过程发生的位移和对应时 知
间的测量结果在不同的参考系中是 相同的 ．
能
达
2．相对论时空观
标
训
(1)在狭义相对论中，物体的质量随物体的运动速度的 练
高
m0
频 考 点 突
增大而增大 ，用公式表示为m＝
第四章 曲线运动 万有引力与航天
物理
主 干 知 识 整 合
知
第四节 万有引力与航天
能 达
标
训
练
高 频 考 点 突 破
菜单
第四章 曲线运动 万有引力与航天
物理
主干知识整合
主
干 知
一、万有引力定律
识 整
1．内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力
合 的大小与物体的质量m1和m2的 乘积 成正比，与它们之间的 知
频
考 点
正确．
突
破
答案 A
菜单
第四章 曲线运动 万有引力与航天
物理
二、宇宙速度及同步卫星
主
干
知
1．第一宇宙速度(环绕速度)
识 整
(1)定义：第一宇宙速度是指人造卫星 在地面附近 绕地
合 球做匀速圆周运动所具有的速度．
知
(2)推导：由 GMRm2 ＝ mg
＝mRv2得：v＝
GM＝
gR ＝
能 达
R
标
7.9 km/s.
知
＝
GRM，得 Ek＝G2MRm，且由 R 中＜R 同知，中圆轨道卫星
能 达 标
动能较大，故
B
正确．第一宇宙速度是卫星的最小发射速度，
训 练
高 频
故 C 错误．由 ω＝
考
点 D 错误．
突
破
答案 B
GRM3 可知，中圆轨道卫星角速度大，故
菜单
第四章 曲线运动 万有引力与航天
物理
三、经典时空观和相对论时空观
菜单
第四章 曲线运动 万有引力与航天
物理
[学有所悟]
主
如何理解两物体间的万有引力？
干 知
1．两个物体间相互作用的万有引力是一对作用力和
识 整
反作用力，它们大小相等，方向相反，分别作用于两个物
合 体上．
知
2．在通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨 能
达
大的星球间或天体与天体附近的物体间，它的存在才有实 标
高 频
的发射速度就越大，即 v 发射＞v 环绕，所以近地人造地球卫星的
考 速度(即第一宇宙速度)是最大环绕速度，也是人造卫星的最小
点 突
发射速度．
破
菜单
第四章 曲线运动 万有引力与航天
物理
主
干
[自主检测]
知
识
2．(2012·四川理综)今年4月30日，西昌卫星发射中心
整Baidu Nhomakorabea
合 发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8×107 m．它与另一
菜单
第四章 曲线运动 万有引力与航天
物理
[学有所悟]
主
干
知 识
如何理解第一宇宙速度？
整 合
1．由 v＝
GM知，星球的第一宇宙速度是由其质量和
R
知
半径决定的，不同星球的第一宇宙速度一般是不相同的．
能 达
2．由于在人造地球卫星发射过程中火箭要克服地球引力
标 训
做功，因此将卫星发射到离地球越远的轨道，在地面上所需 练