新课标2023版高考物理一轮总复习第四章曲线运动万有引力与航天第4讲第1课时万有引力定律及其应用课件

第4讲万有引力与宇宙航行

相对论第1课时万有引力定律及其应用(全面落实基础)一、开普勒行星运动定律开普勒第一定律所有行星绕太阳运动的轨道都是______，太阳处在椭圆的一个焦点上开普勒第二定律对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的______相等开普勒第三定律所有行星轨道的半长轴的_______跟它的公转周期的_______的比都相等椭圆面积三次方二次方质点球心三、宇宙速度第一宇宙速度第一宇宙速度又叫______速度，是人造卫星的最小_____速度，其数值为____km/s第二宇宙速度使物体挣脱_____引力束缚的最小发射速度，其数值为_____km/s第三宇宙速度使物体挣脱_____引力束缚的最小发射速度，其数值为____

km/s环绕发射7.9

地球11.2

太阳16.7相同情境创设

一颗卫星围绕地球运动，A、B是卫星运动的远地点和近地点。√×√××情境创设

如图所示，为一艘正在以0.2c的速度远离地球的飞船。微点判断

(6)地球上的观察者看到飞船发出的激光束的速度为1.2c。

()(7)地球上的观察者看到飞船的长度变短了。

()(8)飞船上的观察者看到飞船上的时钟变慢了。

()×√×(一)开普勒行星运动定律(固基点)[题点全练通]1．[开普勒第一定律的理解](多选)下列说法正确的是

(

)A．太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点B．行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向C．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直D．太阳是静止不动的解析：太阳系中八大行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，而太阳位于八大行星椭圆轨道的一个共同焦点上，故A正确；行星的运动轨迹为椭圆，即行星做曲线运动，速度方向沿轨道的切线方向，故B正确；椭圆上某点的切线并不一定垂直于此点与焦点的连线，故C错误；太阳并非静止，它围绕银河系的中心不断转动，故D错误。答案：AB

答案：C答案：D答案：C答案：C答案：CD

2．宇宙速度与运动轨迹的关系(1)v发＝7.9km/s时，卫星绕地球做匀速圆周运动。(2)7.9km/s＜v发＜11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆。(3)11.2km/s≤v发＜16.7km/s，卫星绕太阳做椭圆运动。(4)v发≥16.7km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。(三)卫星运行参量的分析与比较(释疑点)研清微点1

卫星运行状态参量的比较与计算1．(2021·海南高考)2021年4月29日，我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核心舱运行轨道距地面的高度为400km左右，地球同步卫星距地面的高度接近36000km。则该核心舱的

(

)A．角速度比地球同步卫星的小B．周期比地球同步卫星的长C．向心加速度比地球同步卫星的大D．线速度比地球同步卫星的小答案：C2．

如图所示，极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道

可视为圆轨道、地球视为球体)，若一个极地卫星从北纬30°的

正上方，按图示方向第一次运行至赤道正上方时所用的时间为

0.25h，已知纬度是指某点与地球球心的连线和地球赤道面所

成的线面角，同步卫星的线速度大小为3.08km/s，则该极地卫星的线速度大小为

(

)A．1.54km/s B．3.08km/sC．6.16km/s D．7.9km/s答案：C一点一过物理量随轨道半径变化的规律[提醒]

a、v、ω、T均与卫星的质量无关，只由轨道半径和中心天体质量共同决定，所有状态参量的比较，最终归结到半径的比较。研清微点2

地球静止轨道卫星3．我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉卫星发射中心成功发射，将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。“墨子”将由火箭发射至高度为500km的预定圆形轨道。此前在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7，G7属于地球静止轨道卫星(高度约为36000km)，它将使北斗系统的可靠性进一步提高。关于卫星以下说法中正确的是

(

)A．这两颗卫星的运行速度可能大于7.9km/sB．通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方C．量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7的周期小D．量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7的小答案：C

一点一过1．地球静止轨道卫星的6个“一定”2．地球静止轨道卫星与同步卫星的关系地球同步卫星位于地面上方，其离地面高度约为36000km，周期与地球自转周期相同，但轨道平面与绕行方向可以是任意的。地球静止轨道卫星是一种特殊的同步卫星。[答案]

C[答案]

A[答案]

AC[答案]

AC[答案]

A(六)狭义相对论(固基点)[题点全练通]1．[狭义相对论的理解](多选)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有

(

)A．飞船上的人观测到飞船上的钟较快B．飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C．地球上的人观测到地球上的钟较快D．地球上的人观测到地球上的钟较慢解析：相对论告诉我们，运动的钟会变慢，由于飞船上的人相对飞船上的钟是静止的，而观测到地球上的钟是高速运动的，因此飞船上的人观测到飞船上的钟相对于地球上的钟快，A正确，B错误；同样，地球上的人观测到飞船上的钟是高速运动的，因此地球上的人观测到地球上的钟比飞船上的钟快，C正确，D错误。答案：AC2．[狭义相对论结论的应用]一艘太空飞船静止时的长度为30m，他以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是

(

)A．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30mB．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30mC．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c解析：飞船上的观测者相对飞船静止，测得的长度仍为30m，而地球上