新課標2023版高考物理一輪總復習第四章曲線運動萬有引力與航天第4講第1課時萬有引力定律及其應用課件

第4講萬有引力與宇宙航行

相對論第1課時萬有引力定律及其應用(全面落實基礎)一、開普勒行星運動定律開普勒第一定律所有行星繞太陽運動的軌道都是______，太陽處在橢圓的一個焦點上開普勒第二定律對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內掃過的______相等開普勒第三定律所有行星軌道的半長軸的_______跟它的公轉周期的_______的比都相等橢圓面積三次方二次方質點球心三、宇宙速度第一宇宙速度第一宇宙速度又叫______速度，是人造衛(wèi)星的最小_____速度，其數值為____km/s第二宇宙速度使物體掙脫_____引力束縛的最小發(fā)射速度，其數值為_____km/s第三宇宙速度使物體掙脫_____引力束縛的最小發(fā)射速度，其數值為____

km/s環(huán)繞發(fā)射7.9

地球11.2

太陽16.7相同情境創(chuàng)設

一顆衛(wèi)星圍繞地球運動，A、B是衛(wèi)星運動的遠地點和近地點?！獭痢獭痢燎榫硠?chuàng)設

如圖所示，為一艘正在以0.2c的速度遠離地球的飛船。微點判斷

(6)地球上的觀察者看到飛船發(fā)出的激光束的速度為1.2c。

()(7)地球上的觀察者看到飛船的長度變短了。

()(8)飛船上的觀察者看到飛船上的時鐘變慢了。

()×√×(一)開普勒行星運動定律(固基點)[題點全練通]1．[開普勒第一定律的理解](多選)下列說法正確的是

(

)A．太陽系中的八大行星有一個共同的軌道焦點B．行星的運動方向總是沿著軌道的切線方向C．行星的運動方向總是與它和太陽的連線垂直D．太陽是靜止不動的解析：太陽系中八大行星繞太陽運動的軌跡都是橢圓，而太陽位于八大行星橢圓軌道的一個共同焦點上，故A正確；行星的運動軌跡為橢圓，即行星做曲線運動，速度方向沿軌道的切線方向，故B正確；橢圓上某點的切線并不一定垂直于此點與焦點的連線，故C錯誤；太陽并非靜止，它圍繞銀河系的中心不斷轉動，故D錯誤。答案：AB

答案：C答案：D答案：C答案：C答案：CD

2．宇宙速度與運動軌跡的關系(1)v發(fā)＝7.9km/s時，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動。(2)7.9km/s＜v發(fā)＜11.2km/s，衛(wèi)星繞地球運動的軌跡為橢圓。(3)11.2km/s≤v發(fā)＜16.7km/s，衛(wèi)星繞太陽做橢圓運動。(4)v發(fā)≥16.7km/s，衛(wèi)星將掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的空間。(三)衛(wèi)星運行參量的分析與比較(釋疑點)研清微點1

衛(wèi)星運行狀態(tài)參量的比較與計算1．(2021·海南高考)2021年4月29日，我國在海南文昌用長征五號B運載火箭成功將空間站天和核心艙送入預定軌道。核心艙運行軌道距地面的高度為400km左右，地球同步衛(wèi)星距地面的高度接近36000km。則該核心艙的

(

)A．角速度比地球同步衛(wèi)星的小B．周期比地球同步衛(wèi)星的長C．向心加速度比地球同步衛(wèi)星的大D．線速度比地球同步衛(wèi)星的小答案：C2．

如圖所示，極地衛(wèi)星的運行軌道平面通過地球的南北兩極(軌道

可視為圓軌道、地球視為球體)，若一個極地衛(wèi)星從北緯30°的

正上方，按圖示方向第一次運行至赤道正上方時所用的時間為

0.25h，已知緯度是指某點與地球球心的連線和地球赤道面所

成的線面角，同步衛(wèi)星的線速度大小為3.08km/s，則該極地衛(wèi)星的線速度大小為

(

)A．1.54km/s B．3.08km/sC．6.16km/s D．7.9km/s答案：C一點一過物理量隨軌道半徑變化的規(guī)律[提醒]

a、v、ω、T均與衛(wèi)星的質量無關，只由軌道半徑和中心天體質量共同決定，所有狀態(tài)參量的比較，最終歸結到半徑的比較。研清微點2

地球靜止軌道衛(wèi)星3．我國首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子”已于酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，將在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信?！澳印睂⒂苫鸺l(fā)射至高度為500km的預定圓形軌道。此前在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第二十三顆北斗導航衛(wèi)星G7，G7屬于地球靜止軌道衛(wèi)星(高度約為36000km)，它將使北斗系統(tǒng)的可靠性進一步提高。關于衛(wèi)星以下說法中正確的是

(

)A．這兩顆衛(wèi)星的運行速度可能大于7.9km/sB．通過地面控制可以將北斗G7定點于西昌正上方C．量子科學實驗衛(wèi)星“墨子”的周期比北斗G7的周期小D．量子科學實驗衛(wèi)星“墨子”的向心加速度比北斗G7的小答案：C

一點一過1．地球靜止軌道衛(wèi)星的6個“一定”2．地球靜止軌道衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的關系地球同步衛(wèi)星位于地面上方，其離地面高度約為36000km，周期與地球自轉周期相同，但軌道平面與繞行方向可以是任意的。地球靜止軌道衛(wèi)星是一種特殊的同步衛(wèi)星。[答案]

C[答案]

A[答案]

AC[答案]

AC[答案]

A(六)狹義相對論(固基點)[題點全練通]1．[狹義相對論的理解](多選)接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘，飛船和地球上的人觀測這兩只鐘的快慢，下列說法正確的有

(

)A．飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快B．飛船上的人觀測到飛船上的鐘較慢C．地球上的人觀測到地球上的鐘較快D．地球上的人觀測到地球上的鐘較慢解析：相對論告訴我們，運動的鐘會變慢，由于飛船上的人相對飛船上的鐘是靜止的，而觀測到地球上的鐘是高速運動的，因此飛船上的人觀測到飛船上的鐘相對于地球上的鐘快，A正確，B錯誤；同樣，地球上的人觀測到飛船上的鐘是高速運動的，因此地球上的人觀測到地球上的鐘比飛船上的鐘快，C正確，D錯誤。答案：AC2．[狹義相對論結論的應用]一艘太空飛船靜止時的長度為30m，他以0.6c(c為光速)的速度沿長度方向飛行越過地球，下列說法正確的是

(

)A．飛船上的觀測者測得該飛船的長度小于30mB．地球上的觀測者測得該飛船的長度小于30mC．飛船上的觀測者測得地球上發(fā)來的光信號速度小于cD．地球上的觀測者測得飛船上發(fā)來的光信號速度小于c解析：飛船上的觀測者相對飛船靜止，測得的長度仍為30m，而地球上