第五章 第1讲 万有引力定律及应用-2024年高考物理一轮复习核心考点精梳细讲课件
展开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 成正比、与它们之间_____________成反比.2.表达式:F= ,G为引力常量,G=6.67×10-11 N·m2/kg2,由英国物理学家卡文迪许测定.
物体的质量m1和m2的乘积
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.
1.高中轨道按圆轨道处理.
第1讲 万有引力定律及应用
结论:r越大,v、ω、a越小,T越大.
口诀:高轨低速大周期(三度一期).
在Δt取趋近于零时,两个面积趋近于三角形
例1 (多选)如图1所示,两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动,用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积.下列关系式正确的有( )A.TA>TB B.EkA>EkBC.SA=SB
1.(对开普勒三定律的理解)火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知( )A.太阳位于木星运行轨道的中心B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
2.(对开普勒第二定律的理解和应用)(多选)如图2,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中( )A.从P到M所用的时间等于B.从Q到N阶段,机械能逐渐变大C.从P到Q阶段,速率逐渐变小D.从M到N阶段,万有引力对它先做负功后做正功
1.在匀质球壳的空腔内任意位置处,质点受到球壳的万有引力的合力为零。
例2 (2019·全国卷Ⅱ·14)2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆.在探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力,能够描述F随h变化关系的图象是( )
例3 假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体.一矿井深度为d,已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,则矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为( )
解析 如图所示,根据题意,地面与矿井底部之间的环形部分对处于矿井底部的物体引力为零.设地面处的重力加速度为g,地球质量为M,地球表面的物体m受到的重力近似等于万有引力,
设矿井底部的重力加速度为g′,其半径r=R-d,
3.(万有引力公式的应用)(2020·全国卷Ⅰ·15)火星的质量约为地球质量的 ,半径约为地球半径的 ,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
4.(割补法在计算万有引力中的应用)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 的小球体,并在空腔中心放置一质量为m的质点,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)( )
球体的质量M我们可以用称测量出来,那天体的质量我们如何得知呢?
解析 若将挖去的小球体用原材料补回,可知剩余部分对质点的万有引力等于完整大球体对质点的万有引力与挖去的小球体对质点的万有引力之差,挖去的小球体球心与质点重合,对质点的万有引力为零,则剩余部分对质点的万有引力等于完整大球体对质点的万有引力.
则分离后的均匀球壳对质点的万有引力为零.综上可知,剩余部分对质点的万有引力等于分离出的球对其的万有引力,
1.利用天体表面重力加速度
例4 (2020·山东临沂市质检)2018年7月25日消息称,科学家们在火星上发现了第一个液态水湖,这表明火星上很可能存在生命.美国的“洞察”号火星探测器曾在2018年11月降落到火星表面.假设该探测器在着陆火星前贴近火星表面运行一周用时为T,已知火星的半径为R1,地球的半径为R2,地球的质量为M,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,则火星的质量为( )
利用运行天体计算中心天体质量
解析 绕地球表面运动的物体由牛顿第二定律可知:
同理,对绕火星表面运动的物体有:
例5 (2021·广东广雅中学模拟)宇航员在月球表面将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放,二者几乎同时落地.若羽毛和铁锤是从高度为h处下落,经时间t落到月球表面.已知引力常量为G,月球的半径为R.求:(不考虑月球自转的影响)(1)月球表面的自由落体加速度大小g月;
利用重力加速度g求中心天体质量
例6 (2018·全国卷Ⅱ·16)2018年2月,我国500 m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318+0253”,其自转周期T=5.19 ms.假设星体为质量均匀分布的球体,已知万有引力常量为6.67×10-11 N·m2/kg2.以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为( )A.5×109 kg/m3 B.5×1012 kg/m3C.5×1015 kg/m3 D.5×1018 kg/m3
第七章 第3讲 碰撞模型及拓展-2024年高考物理一轮复习核心考点精梳细讲课件: 这是一份第七章 第3讲 碰撞模型及拓展-2024年高考物理一轮复习核心考点精梳细讲课件,共32页。PPT课件主要包含了远大于,碰撞模型,2非弹性碰撞,3弹性碰撞,①若两球质量相等,④V2-V1,V1-V2,分离速度等于接近速度,V2-V1,V2-V10等内容,欢迎下载使用。
第七章 第2讲 动量守恒定律及应用-2024年高考物理一轮复习核心考点精梳细讲课件: 这是一份第七章 第2讲 动量守恒定律及应用-2024年高考物理一轮复习核心考点精梳细讲课件,共28页。PPT课件主要包含了矢量和,-Δp2,远大于,这一方向,并联质量,得EP,相对速度的平方,得mgh,ACD,考向1等内容,欢迎下载使用。
第七章 第1讲 动量定理及应用-2024年高考物理一轮复习核心考点精梳细讲课件: 这是一份第七章 第1讲 动量定理及应用-2024年高考物理一轮复习核心考点精梳细讲课件,共34页。PPT课件主要包含了速度的改变量Δv,p′-p,力的作用时间,I=FΔt,N·s,力的方向,②变力的冲量,动量变化量,I=p′-p,流体冲击模型等内容,欢迎下载使用。