2025届新高考物理热点冲刺复习：万有引力定律 天体运动.pptxVIP

2025届新高考物理热点冲刺复习

万有引力定律天体运动

素养目标

1.了解开普勒行星运动三定律．(物理观念)

4.学会构建双星、多星运动模型．(科学思维)

3.能够运用万有引力定律和圆周运动的知识分析天体运动问题．

(科学思维)

2.理解行星运动的动力学规律：万有引力充当向心力．(物理观念)

总体思路:

开普勒行星三定律

万有引力定律

两种模型

发射速度

卫星发射

v与r的关系

ω与r的关系

T与r的关系

发射过程

运行轨道

加速远离

减速靠近

目标一、开普勒三大定律

椭圆

焦点

目标二、万有引力定律

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.

物体的质量m1和m2的乘积

距离r的二次方

2.表达式

F＝，G为引力常量，通常取G＝6.67×10－11N·m2/kg2，由英国物理学家卡文迪什测定.

目标二、万有引力定律

(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.

质点

两球心

3.适用条件

4.理解

(1)两物体相互作用的万有引力是一对作用力和反作用力.

(2)地球上(两极除外)的物体受到的重力只是万有引力的一个分力.

目标三、两种模型——天上人间

1、万有引力与重力的关系

目标三、两种模型——天上人间

2、地表与空中的重力加速度

目标三、两种模型——天上人间

3、计算天体的质量和密度

1.g、R法：

2.v、r法：

4.v、T法：

评价任务:

目标四、卫星发射——三大宇宙速度

第一宇宙速度

(环绕速度)

v1＝km/s，是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，也是人造地球卫星的发射速度

第二宇宙速度

(逃逸速度)

v2＝11.2km/s，是物体挣脱引力束缚的最小发射速度

第三宇宙速度

v3＝16.7km/s，是物体挣脱引力束缚的最小发射速度

7.9

地球

太阳

最小

1、三大宇宙速度

2、第一宇宙速度的计算

目标四、卫星发射——三大宇宙速度

评价任务:

1.v发＝7.9km/s时，卫星绕地球表面做

匀速圆周运动.

2.7.9km/sv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，卫星绕太阳运动的轨迹为椭圆.

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.

3、宇宙速度与运动轨迹的关系

目标四、卫星发射——三大宇宙速度

目标五、卫星发射—卫星运行参数

1、人造卫星轨道模型与解题思路

1.一种模型：无论是自然天体(如地球、月亮)还是人造天体(如宇宙飞船、人造卫星)，都可以看作质点，围绕中心天体(视为静止)做匀速圆周运动，其轨道圆心一定过中心天体的中心．

2、卫星运行参数——高轨低速大周期(越高越慢)

目标五、卫星发射—卫星运行参数

目标五、卫星发射—卫星运行参数

3、人造卫星种类

2.近地卫星：轨道在附近的卫星，其轨道半径r＝R(地球半径)，运行速度等于第一宇宙速度v＝7.9km/s(人造地球卫星的最大圆轨道运行速度)，T＝85min(人造地球卫星的最小周期).

注意：近地卫星可能为极地卫星，也可能为赤道卫星.

卫星运行的轨道平面一定通过地心，一般分为赤道轨道、极地轨道和其他轨道，同步卫星的轨道是赤道轨道.

1.极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖.

地球表面

目标五、卫星发射—卫星运行参数

轨道平面一定：赤道平面

周期与角速度一定：T=24h

轨道半径一定:r=6.6R

线速度大小一定:v=3.08km/s

运转方向一定:自西向东

向心加速度的大小一定:

4、同步卫星

目标五、卫星发射—卫星运行参数

如图所示，a为近地卫星，轨道半径为r1；b为地球同步卫星，轨道半径为r2；c为赤道上随地球自转的物体，轨道半径为r3.

同步卫星、近地卫星及赤道上物体的比较

4、不同轨道卫星参量分析

目标五、卫星发射—卫星运行参数

4、不同轨道卫星参量分析

比较项目

近地卫星

(r1、ω1、

v1、a1)

同步卫星

(r2、ω2、

v2、a2)

赤道上随地球自转的物体(r3、ω3、v3、a3)

向心力来源

万有引力

万有引力

万有引力的一个分力

轨道半径

r2r1＝r3

角速度

ω1ω2＝ω3

线速度

v1v2v3

向心加速度

a1a2a3

评价任务:

(多选)如图所示，同步卫星与地心