（通用版）2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第4單元 曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力與航天 第12講 萬(wàn)有引力與天體運(yùn)動(dòng)課件 新人教版

1、第12講PART 12 萬(wàn)有引力與天體運(yùn)動(dòng) 教材知識(shí)梳理考點(diǎn)互動(dòng)探究教師備用習(xí)題 一、開(kāi)普勒三定律 1.開(kāi)普勒第一定律:所有的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓,太陽(yáng)處在所有橢圓 的一個(gè)上. 2.開(kāi)普勒第二定律:對(duì)于每一個(gè)行星而言,太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃 過(guò)的相等. 3.開(kāi)普勒第三定律:所有行星的軌道的的三次方跟的二 次方的比值都相等. 教材知識(shí)梳理 焦點(diǎn) 面積 半長(zhǎng)軸 公轉(zhuǎn)周期 二、萬(wàn)有引力定律 1.內(nèi)容:自然界中任何兩個(gè)物體都互相吸引,引力的大小與物體的質(zhì)量的乘積成 ,與它們之間距離的二次方成. 2.公式:(其中引力常量G=6.6710-11 Nm2/ kg2). 3.適用條件:公式適

2、用于質(zhì)點(diǎn)之間以及均勻球體之間的相互作用,對(duì)均勻球體來(lái) 說(shuō),r是兩球心間的距離. 教材知識(shí)梳理 正比反比 教材知識(shí)梳理 勻速圓周 向心力 物體的重力 教材知識(shí)梳理 【辨別明理】 (1)牛頓利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置比較準(zhǔn)確地測(cè)出了引力常量.() (2)行星在橢圓軌道上運(yùn)行速率是變化的,離太陽(yáng)越遠(yuǎn),運(yùn)行速率越小.() (3)近地衛(wèi)星距離地球最近,環(huán)繞速度最小.() (4)地球同步衛(wèi)星根據(jù)需要可以定點(diǎn)在北京正上空.() (5)極地衛(wèi)星通過(guò)地球兩極,且始終和地球某一經(jīng)線平面重合.() (6)發(fā)射火星探測(cè)器的速度必須大于11.2 km/s.() 教材知識(shí)梳理 答案 (1)()(2)()(3)()(4)()(5)(

3、) (6)() 考點(diǎn)一萬(wàn)有引力及其與重力的關(guān)系 考點(diǎn)互動(dòng)探究 考點(diǎn)互動(dòng)探究 答案 AC 考點(diǎn)互動(dòng)探究 題根分析 1.萬(wàn)有引力與重力的關(guān)系 地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力F表現(xiàn)為兩個(gè)效果:一是重力mg, 二是提供物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力F向,如圖12-1所示. 圖12-1 考點(diǎn)互動(dòng)探究 考點(diǎn)互動(dòng)探究 考點(diǎn)互動(dòng)探究 變式網(wǎng)絡(luò) 考點(diǎn)互動(dòng)探究 圖12-2 考點(diǎn)互動(dòng)探究 答案 BD 考點(diǎn)互動(dòng)探究 考點(diǎn)互動(dòng)探究 答案 A 考點(diǎn)互動(dòng)探究 考點(diǎn)互動(dòng)探究 答案 B 考點(diǎn)二天體質(zhì)量及密度的計(jì)算 考點(diǎn)互動(dòng)探究 考點(diǎn)互動(dòng)探究 考點(diǎn)互動(dòng)探究 例2 2017北京卷 利用引力常量G和下列某一組數(shù)據(jù),不能計(jì)算出地球質(zhì)量的是 () A.地

4、球的半徑及重力加速度(不考慮地球自轉(zhuǎn)) B.人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度及周期 C.月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及月球與地球間的距離 D.地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及地球與太陽(yáng)間的距離 考點(diǎn)互動(dòng)探究 答案 D 考點(diǎn)互動(dòng)探究 考點(diǎn)互動(dòng)探究 答案 C 考點(diǎn)互動(dòng)探究 考點(diǎn)互動(dòng)探究 答案 A 考點(diǎn)互動(dòng)探究 要點(diǎn)總結(jié) 考點(diǎn)互動(dòng)探究 考點(diǎn)三黑洞與多星系統(tǒng) 考點(diǎn)互動(dòng)探究 1.雙星系統(tǒng) 系統(tǒng) 可視天體繞黑洞做圓周運(yùn) 動(dòng) 黑洞與可視天體構(gòu)成 的雙星系統(tǒng) 兩顆可視天體構(gòu)成的 雙星系統(tǒng) 圖示 向心力 的來(lái)源 黑洞對(duì)可視天體的萬(wàn)有引 力 彼此給對(duì)方的萬(wàn)有引 力 彼此給對(duì)方的萬(wàn)有引 力 考點(diǎn)互動(dòng)探究 例3 天

5、文學(xué)家們推測(cè),超大質(zhì)量黑洞由另外兩個(gè)超大質(zhì)量黑洞融合時(shí)產(chǎn)生的引力 波推射出該星系核心區(qū)域.在變化過(guò)程中的某一階段,兩個(gè)黑洞逐漸融入到新合并 的星系中央并繞對(duì)方旋轉(zhuǎn),這種富含能量的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了引力波.假設(shè)在合并前,兩個(gè) 黑洞互相繞轉(zhuǎn)形成一個(gè)雙星系統(tǒng),如圖12-3所示,若黑洞A、B的總質(zhì)量為1.31032 kg,球心間的距離為2105 m,產(chǎn)生的引力波周期和黑洞做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相當(dāng),則 估算該引力波周期的數(shù)量級(jí)為(G=6.6710-11 Nm2/kg2)() A.10-1 s B.10-2 s C.10-3 s D.10-4 s 考點(diǎn)互動(dòng)探究 圖12-3 考點(diǎn)互動(dòng)探究 答案 C 變式題 2018江西

6、新余二模 天文觀測(cè)中觀測(cè)到有三顆星位于邊長(zhǎng)為l的等邊三角 形三個(gè)頂點(diǎn)上,并沿等邊三角形的外接圓做周期為T(mén)的勻速圓周運(yùn)動(dòng).已知引力常量 為G,不計(jì)其他星體對(duì)它們的影響,關(guān)于這個(gè)三星系統(tǒng),下列說(shuō)法正確的是 () 考點(diǎn)互動(dòng)探究 圖12-4 考點(diǎn)互動(dòng)探究 答案 A 考點(diǎn)互動(dòng)探究 要點(diǎn)總結(jié) 多星問(wèn)題的解題技巧 (1)挖掘一個(gè)隱含條件:在圓周上運(yùn)動(dòng)的天體的角速度(或周期)相等. (2)重視向心力來(lái)源分析:雙星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由它們之間的萬(wàn)有引力提 供,三星或多星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力往往是由多個(gè)星的萬(wàn)有引力的合力提供. (3)區(qū)別兩個(gè)長(zhǎng)度關(guān)系:圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和萬(wàn)有引力公式中兩天體的距離是不 同的,不

7、能誤認(rèn)為一樣. 教師備用習(xí)題 教師備用習(xí)題 答案 D 教師備用習(xí)題 2.美國(guó)在2016年2月11日宣布“探測(cè)到引力波的存在”.天文學(xué)家通過(guò)觀測(cè)雙星軌道 參數(shù)的變化來(lái)間接驗(yàn)證引力波的存在,證實(shí)了GW150914是兩個(gè)黑洞并合的事 件.GW150914是一個(gè)質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量的36倍的黑洞和一個(gè)質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量的29倍 的黑洞并合事件.假設(shè)這兩個(gè)黑洞繞它們連線上的某點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),且這兩個(gè)黑洞 的間距緩慢減小.若該黑洞系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各自質(zhì)量不變且不受其他星系的影響, 則關(guān)于這兩個(gè)黑洞的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是() A.這兩個(gè)黑洞運(yùn)行的線速度大小始終相等 B.這兩個(gè)黑洞做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小始終相等 C. 質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量的36倍的黑洞和質(zhì)量為