2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第5章 天體運(yùn)動(dòng) 第19課時(shí) 萬有引力定律及其應(yīng)用學(xué)案

1、第19屆萬有引力定律及其應(yīng)用試驗(yàn)點(diǎn)1開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律開普勒行星運(yùn)動(dòng)的三個(gè)茄子定律例1 (2013江蘇高考)火星和木星沿著各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行，可以根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律知道A.太陽在木星軌道的中心B.火星和木星圍繞太陽運(yùn)行的速度總是相同的C.火星對(duì)木星公轉(zhuǎn)周期的平方等于軌道長半軸比的立方。D.在同一時(shí)間內(nèi)，火星和太陽線沖刷的面積與木星和太陽線沖刷的面積相同。通過解釋牙齒問題，調(diào)查開普勒行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，就是調(diào)查考生對(duì)開普勒三大定律的理解?；鹦呛湍拘窃跈E圓軌道上運(yùn)行，所以太陽位于橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上。a錯(cuò)了?；鹦呛湍拘切扈丛诓煌能壍郎线\(yùn)行，并且是橢圓軌道，所以速度大小變化，火星和木星的運(yùn)行

2、速度大小不一定相同。b錯(cuò)誤；根據(jù)開普勒第三定律，可以看出=K，得=，C是正確的。D是錯(cuò)的，因?yàn)榛鹦呛湍拘切扈丛诓煌能壍郎?。答案c使用開普勒第三定律解問題時(shí)，要注意=K的K是與行星質(zhì)量無關(guān)的常數(shù)，但不是常數(shù)。K值因星系而異，K值由中心天體決定。在以后的計(jì)算中，我們以行星的軌道為圓，衛(wèi)星的運(yùn)行軌道也以圓近似，使表達(dá)式=K的R牙齒軌道圓的半徑。(威廉莎士比亞，美國電視電視劇)1.(2016年全國范圍)對(duì)于行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以下主張符合歷史事實(shí)的是()A.開普勒根據(jù)牛頓定律推導(dǎo)出了行星運(yùn)動(dòng)的定律B.開普勒在天文觀測資料的基礎(chǔ)上總結(jié)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律C.開普勒總結(jié)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運(yùn)動(dòng)

3、的原因D.開普勒總結(jié)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力的規(guī)律答案b通過分析開普勒以前的觀測數(shù)據(jù)，總結(jié)出行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，與牛頓定律沒有任何聯(lián)系，A誤差，B是正確的。開普勒總結(jié)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，但找不到行星按照這些規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因，C錯(cuò)了。牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，D錯(cuò)誤。2.(2017年全國圈)(多選)海王星圍繞太陽沿橢圓軌道運(yùn)行，P是近日點(diǎn)，Q是遠(yuǎn)日點(diǎn)，M，N是軌道短軸的兩個(gè)端點(diǎn)，運(yùn)行周期為T0。如果只考慮海王星和太陽之間的相互作用，海王星是P經(jīng)M，Q到N的運(yùn)動(dòng)中的()A.p到m的時(shí)間為B.從q到n，機(jī)械能逐漸增大C.從p到q的速度逐漸變小D.從m步到n步，萬有引力先做負(fù)的事，然后再做正功答復(fù)光盤根

4、據(jù)開普勒第二定律，在同一時(shí)間內(nèi)，太陽和海王星連接的面積都是相同的。a錯(cuò)誤。從q到n階段機(jī)械能守恒，b故障；從p到Q，萬有引力做負(fù)功，動(dòng)能減小，速度越來越小，C是正確的。在M-N階段，萬有引力和速度的角度首先是鈍角，然后是銳角。也就是說萬有引力先做負(fù)的事，然后再做正功。d正確。3.(印橋板必需2 P36T4改版)地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓形，但彗星的運(yùn)動(dòng)軌道是很平的橢圓。天文學(xué)家哈雷曾在1682年追蹤過彗星，他計(jì)算出牙齒彗星軌道的半主軸相當(dāng)于地球公轉(zhuǎn)半徑的18倍，并預(yù)測牙齒彗星將按一定間隔出現(xiàn)。哈雷的預(yù)言證明了這顆彗星被稱為哈雷彗星.哈雷彗星最近出現(xiàn)的時(shí)間是1986年。根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)的第三定律，那

5、顆星下一次經(jīng)過地球是哪一年？答案是2062年分析認(rèn)為地球的公轉(zhuǎn)軌道是圓形軌道，周期T1=1年，半徑為R1。塞哈里彗星的周期是T2，軌道的半長軸是a2。開普勒第三定律=K，例如：=。因?yàn)锳2=18 R1，所以我們可以看到哈雷彗星的周期是T2=試驗(yàn)點(diǎn)2萬重力定律的理解和應(yīng)用1.萬有引力定律(1)內(nèi)容：自然界的兩個(gè)物體徐璐吸引，重力的方向與它們的連接上重力的大小與兩個(gè)物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離R的平方成反比。(2)表達(dá)式：f=g，其中g(shù)是重力常數(shù)，g=6.6710-11 nm2/kg2。卡文迪什第一次通過實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確地測量了G值。(3)應(yīng)用條件：嚴(yán)格地說，公式僅適用于質(zhì)點(diǎn)之間的相互

6、作用，當(dāng)兩個(gè)物體之間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時(shí)，物體可以被視為質(zhì)點(diǎn)。質(zhì)量均勻分布的球體可以視為質(zhì)點(diǎn)。其中R是兩個(gè)球體中心之間的距離。對(duì)于質(zhì)量均勻分布的球體和球體外的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的萬有引力，R是從球體中心到質(zhì)點(diǎn)的距離。2.萬有引力理論的主要成果：(1)未知天體的發(fā)現(xiàn)；(2)天體質(zhì)量計(jì)算。例2理論上證明了質(zhì)量均勻分布的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的萬有引力為零?，F(xiàn)在假設(shè)地球是半徑為R，質(zhì)量均勻分布的實(shí)體球體，O是球體中心，O是原點(diǎn)創(chuàng)建坐標(biāo)軸Ox。質(zhì)量恒定的質(zhì)點(diǎn)(假定可以在地球內(nèi)部移動(dòng))牙齒X軸上每個(gè)位置處的重力大小以F表示，F(xiàn)表示隨X變化的關(guān)系度正確()根據(jù)分析，質(zhì)量均勻分布的球形外殼，其對(duì)外殼內(nèi)物體的重力為零，質(zhì)點(diǎn)在地球球體內(nèi)距離球體中心X，地球的萬有引力是半