专题九 万有引力定律 经典力学的成就及局限性

1、专题九万有引力定律专题九万有引力定律经典力学的成就与局限性经典力学的成就与局限性 栏目链接栏目链接学学 业业动动 脉脉 栏目链接栏目链接考纲内容考纲内容考纲解读考纲解读1.万有引力定律万有引力定律及应用及应用()2宇宙速度宇宙速度()3经典力学的经典力学的适用范围和适用范围和局限性局限性()1.了解万有引力定律的发现过程，知道了解万有引力定律的发现过程，知道万有引力定律，认识发现万有引力万有引力定律，认识发现万有引力定律的重要意义，体会科学定律对定律的重要意义，体会科学定律对人类探索未知世界的作用人类探索未知世界的作用2知道环绕速度与哪些因素有关，知知道环绕速度与哪些因素有关，知道第二宇宙速度

2、和第三宇宙速度道第二宇宙速度和第三宇宙速度3通过实例了解经典力学的发展历程通过实例了解经典力学的发展历程和伟大成就，了解经典力学的适用和伟大成就，了解经典力学的适用范围和局限性范围和局限性 栏目链接栏目链接夺夺 A必必 备备1内容：宇宙间任意两个有质量的物体间都存在内容：宇宙间任意两个有质量的物体间都存在_，其大小与，其大小与_成正比，成正比，与与_成反比成反比2数学表达式：数学表达式：_，式中，式中G称为引称为引力常量，英国科学家力常量，英国科学家_第一次在实验室中较准确第一次在实验室中较准确地测量出地测量出G6.671011 Nm2/kg.3适用条件：真空中质点间的相互作用两物体间的适用条

3、件：真空中质点间的相互作用两物体间的距离远大于它们的自身大小时定律成立距离远大于它们的自身大小时定律成立考点考点1 1 万有引力定律万有引力定律 栏目链接栏目链接相互吸引力相互吸引力两物体的质量乘积两物体的质量乘积它们间距离的二次方它们间距离的二次方卡文迪许卡文迪许夺夺 A必必 备备u小试身手小试身手 栏目链接栏目链接夺夺 A必必 备备答案：答案：B 栏目链接栏目链接解析：解析： 因万有引力定律适用于真空任何有质量因万有引力定律适用于真空任何有质量的物体间相互作用的物体间相互作用，引力常量引力常量G由英国科学家卡文由英国科学家卡文迪许用实验测量迪许用实验测量，所以选项所以选项A错错，B对；两个

4、物体对；两个物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力之间的万有引力是一对作用力和反作用力，大小大小相等相等，方向相反方向相反，C、D选项错选项错夺夺 A必必 备备考点考点2 2 万有引力定律的应用万有引力定律的应用 栏目链接栏目链接夺夺 A必必 备备 栏目链接栏目链接夺夺 A必必 备备 2(2014年广东省普通高中学业水平考试年广东省普通高中学业水平考试)(多选多选)环绕地球做匀速圆周运动的人造卫星环绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，距离地面越高，距离地面越高，环绕的环绕的()A速度越小速度越小 B周期越大周期越大C向心加速度越大向心加速度越大 D角速度越大角速度越大u小试身手小试身手 栏目链接

5、栏目链接夺夺 A必必 备备答案：答案：AB 栏目链接栏目链接解析：解析：夺夺 A必必 备备考点考点3 3 宇宙速度宇宙速度 栏目链接栏目链接1第一宇宙速度第一宇宙速度(环绕速度环绕速度)v_，是人造，是人造卫星近地环绕速度，它是人造卫星在地面附近环绕地球卫星近地环绕速度，它是人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，是人造地球卫星的做匀速圆周运动所必须具有的速度，是人造地球卫星的最小最小_，该速度又是环绕地球做匀速圆周运动的，该速度又是环绕地球做匀速圆周运动的卫星中的最大卫星中的最大_2第二宇宙速度第二宇宙速度(又叫脱离速度又叫脱离速度)v_：在：在地面上发射物体，使之能够脱离

6、地球的引力作用，成为地面上发射物体，使之能够脱离地球的引力作用，成为绕太阳运行的人造行星或飞到其他行星上去所必需的最绕太阳运行的人造行星或飞到其他行星上去所必需的最小发射速度，称为第二宇宙速度小发射速度，称为第二宇宙速度7.9 km/s发射速度发射速度运行速度运行速度11.2 km/s夺夺 A必必 备备 栏目链接栏目链接3第三宇宙速度第三宇宙速度(逃逸速度逃逸速度)v16.7 km/s：在：在地面上发射物体，使之最后能脱离太阳的引力范围，地面上发射物体，使之最后能脱离太阳的引力范围，飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小速度，称为飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小速度，称为第三宇宙速度第三宇宙

7、速度夺夺 A必必 备备 3(2013年广东学业水平考试年广东学业水平考试)地面上发射人造卫星地面上发射人造卫星，不同发射速度会产生不同的结果，下列说法中正确的是不同发射速度会产生不同的结果，下列说法中正确的是()A要使卫星绕地球运动要使卫星绕地球运动，发射速度至少要达到发射速度至少要达到11.2 km/sB要使卫星飞出太阳系要使卫星飞出太阳系，发射速度至少要达到发射速度至少要达到16.7 km/sC发射速度介于发射速度介于7.9 km/s和和11.2 km/s之间之间，卫星能绕卫星能绕太阳运动太阳运动u小试身手小试身手 栏目链接栏目链接夺夺 A必必 备备D发射速度小于发射速度小于7.9 km/

8、s，卫星能在地面附近绕地卫星能在地面附近绕地球做匀速圆周运动球做匀速圆周运动 栏目链接栏目链接答案：答案：B 成为地球的卫星成为地球的卫星，发射速度应大于发射速度应大于7.9 km/s，若发射速度大于若发射速度大于11.2 km/s时时，将脱离地球将脱离地球的引力作用的引力作用，若发射速度大于若发射速度大于16.7 km/s，卫星将卫星将脱离太阳的引力作用脱离太阳的引力作用，只有选只有选B正确正确解析：解析：夺夺 A必必 备备考点考点4 4 地球同步卫星地球同步卫星 栏目链接栏目链接1地球同步卫星：是指位于赤道平面内相对地面地球同步卫星：是指位于赤道平面内相对地面静止的，运动周期与地球自转周期

9、相同的人造地球卫静止的，运动周期与地球自转周期相同的人造地球卫星因同步卫星主要用于通信，故同步卫星又叫通信卫星因同步卫星主要用于通信，故同步卫星又叫通信卫星星2同步卫星的特点同步卫星的特点 (1)周期一定：同步卫星在赤道上空相对地球静止，周期一定：同步卫星在赤道上空相对地球静止，它绕地球的运动与地球自转同步，它的运动周期就等于它绕地球的运动与地球自转同步，它的运动周期就等于地球自转的周期，即地球自转的周期，即T_24 h夺夺 A必必 备备 栏目链接栏目链接(2)角速度一定：同步卫星绕地球运行的角速度角速度一定：同步卫星绕地球运行的角速度等于地球自转的角速度等于地球自转的角速度(3)轨道一定：只

10、能位于地球赤道上空的某一特轨道一定：只能位于地球赤道上空的某一特定高度，其高度可由周期求出定高度，其高度可由周期求出(4)环绕速度大小一定：由于同步卫星的轨道高环绕速度大小一定：由于同步卫星的轨道高度一定，所以所有同步卫星绕地球运动的线速度的大度一定，所以所有同步卫星绕地球运动的线速度的大小是一定的小是一定的夺夺 A必必 备备u小试身手小试身手 栏目链接栏目链接夺夺 A必必 备备 栏目链接栏目链接答案：答案：D解析：解析：夺夺 A必必 备备考点考点5 5 经典力学的适应范围和局限性经典力学的适应范围和局限性 栏目链接栏目链接1经典力学理论的适用范围：适用于低速经典力学理论的适用范围：适用于低速

11、(相对于相对于光速而言光速而言)、宏观物体、宏观物体2经典力学理论的时空观：物体的质量、长度、经典力学理论的时空观：物体的质量、长度、时间都不随速度而改变时间都不随速度而改变3狭义相对论的时空观：物体的质量、长度、时狭义相对论的时空观：物体的质量、长度、时间都随速度的改变而改变间都随速度的改变而改变夺夺 A必必 备备u小试身手小试身手 栏目链接栏目链接5为经典力学做出最重要贡献的物理学家是为经典力学做出最重要贡献的物理学家是()A爱因斯坦爱因斯坦 B麦克斯韦麦克斯韦C法拉第法拉第 D牛顿牛顿答案：答案：D解析：解析： 经典力学是以牛顿三定律及万有引力经典力学是以牛顿三定律及万有引力定律为主要内

12、容定律为主要内容，牛顿在经典力学建立中做出了牛顿在经典力学建立中做出了最重要的贡献最重要的贡献，D正确正确 栏目链接栏目链接典典 例例突突 破破热点热点1 1 万有引力定律万有引力定律 栏目链接栏目链接典典 例例突突 破破答案：答案：解析：解析：A 栏目链接栏目链接典典 例例突突 破破u变式训练变式训练 栏目链接栏目链接典典 例例突突 破破D 栏目链接栏目链接答案：答案：典典 例例突突 破破热点热点2 2 人造卫星人造卫星【例例2】 (2014年广东省普通高中学业水平考试年广东省普通高中学业水平考试)物物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有

13、的速度叫第一宇宙速度，其大小为叫第一宇宙速度，其大小为()A7.9 km/s B11.2 km/s C16.7 km/s D18.5 km/s 栏目链接栏目链接典典 例例突突 破破 栏目链接栏目链接答案：答案：解析：解析：A 发射地球人造卫星的最小速度发射地球人造卫星的最小速度，也是也是环绕地球运动的最大速度叫第一宇宙速度环绕地球运动的最大速度叫第一宇宙速度，其，其数值等于数值等于7.9 km/s，A正确正确典典 例例突突 破破2关于地球同步卫星关于地球同步卫星，下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A地球同步卫星周期地球同步卫星周期T12hB质量不同的地球同步卫星轨道高度不同质量不同的地球

14、同步卫星轨道高度不同C质量不同的地球同步卫星线速度大小不同质量不同的地球同步卫星线速度大小不同D所有地球同步卫星的加速度大小相同所有地球同步卫星的加速度大小相同u变式训练变式训练 栏目链接栏目链接典典 例例突突 破破答案：答案：D 栏目链接栏目链接 地球的同步卫星的运动周期与地球自转周期地球的同步卫星的运动周期与地球自转周期(24小时小时)相同相同，A选项错；所有的地球同步卫星的轨选项错；所有的地球同步卫星的轨道半径都相同道半径都相同，所以所以，同步卫星的轨道高度、线速度、同步卫星的轨道高度、线速度、角速度、向心加速度的大小都相同角速度、向心加速度的大小都相同，但不同的同步卫但不同的同步卫星质

15、量不同星质量不同，所受的引力不同所受的引力不同D选项正确选项正确解析：解析：典典 例例突突 破破热点热点3 3 卫星中的超重与失重卫星中的超重与失重【例例3】 (2014年辽宁学业水平模拟年辽宁学业水平模拟)2013年年20日上午，日上午，神舟十号航天员进行了我国首次太空授课航天员通过质神舟十号航天员进行了我国首次太空授课航天员通过质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等5个基础物个基础物理实验，让同学们领略奇妙的太空世界神舟十号中水成理实验，让同学们领略奇妙的太空世界神舟十号中水成球状，这是因为球状，这是因为()A神舟十号做匀速运动神舟十号做匀速运动

16、B神舟十号的速度超过神舟十号的速度超过7.9 km/sC神舟十号相对地面静止神舟十号相对地面静止D神舟十号处于失重环境中神舟十号处于失重环境中 栏目链接栏目链接典典 例例突突 破破答案：答案： 7.9 km/s是地球的环绕速度是地球的环绕速度，是卫星绕地球是卫星绕地球表面运动的速度表面运动的速度，神舟十号在离地球一定的轨道运，神舟十号在离地球一定的轨道运动，它的速度要小于动，它的速度要小于7.9 km/s，B选项错；神舟十号选项错；神舟十号绕地球做匀速圆周运动绕地球做匀速圆周运动，所以所以A、C选项错；神舟十选项错；神舟十号在轨道运动时处于完全失重状态号在轨道运动时处于完全失重状态，D选项正确选项正确解析：解析：D 栏目链接栏目链接典典 例例突突 破破3. (2012年广东学业水平考试年广东学业水平考试)某空间站绕地球做匀速某空间站绕地球做匀速圆周运动圆周运动，