1、万有引力与宇宙航行考试要求1.理解万有引力定律的内容、含义及适用条件。2.理解运用万有引力定律处理天体运动问题的思路和方法。3.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度，认识同步卫星的特点。4.认识经典力学的局限性和适用范围，了解相对论和经典力学的关系。题组冲关题组一万有引力定律1关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是()A不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力B只有能看作质点的两物体间的引力才能用F计算C由F知，两物体间距离r减小时(没有无限靠近)，它们之间的引力增大D引力常量的大小首先是牛顿测出来的，且约等于6.671011Nm2/kg2C任何物体间都存在相互作用的引力，故称万有引
2、力，A错；两个质量分布均匀的球体间的万有引力也能用F来计算，B错；物体间的万有引力与它们间距离r的二次方成反比，故r减小，它们间的引力增大，C对；引力常量G是由卡文迪什首先较准确地测出的，D错。2两个质量分布均匀的球体，两球心相距r，它们之间的万有引力为108 N，若它们的质量、球心间的距离都增加为原来的2倍，则它们之间的万有引力为()A108 N B0.25108 NC4108 N D104 NA原来的万有引力为FG后来变为FGG即FF108 N，故选项A正确。题组二万有引力的理论成就3如图所示是美国的“卡西尼”号探测器经过长达7年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道。若“卡西尼”号探测器在
3、半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t，已知引力常量为G，则下列关于土星质量M和平均密度的表达式正确的是()AM，BM，CM，DM，D设“卡西尼”号的质量为m，它围绕土星的中心做匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供，Gm(Rh)，其中T，解得M。又土星体积VR3，所以。4如图所示，下列关于地球人造卫星轨道的说法，正确的是()A卫星轨道a、b、c都是可能的B卫星轨道只可能是bCa、b均可能是同步卫星轨道D同步卫星轨道只可能是b答案D题组三宇宙航行5关于宇宙速度的说法正确的是()A第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大速度B第一宇宙速度是地球同步卫星的发射速度
4、C人造地球卫星运行时的速度介于第一宇速度和第二宇宙速度之间D第三宇宙速度是物体逃离地球的最小速度A第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，同时也是人造地球卫星的最大运行速度，故A正确，B、C错误；第二宇宙速度是物体逃离地球的最小速度，D错误。核心精要一、万有引力定律1万有引力定律表达式F，式中G为引力常量。G6.671011 Nm2/kg2，由英国物理学家卡文迪什在实验室中比较准确地测出。2万有引力定律的适用条件严格地说，万有引力定律适用于计算质点间的相互作用的引力大小。常见情况如下：(1)适用于计算两个质量分布均匀的球体间的万有引力，其中r是两个球体球心间的距离。(2)计算一个均匀球体与球
5、外一个质点间的万有引力，其中r为球心与质点间的距离。(3)当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也近似适用，其中r为两物体质心间的距离。学习心得：二、万有引力的理论成就1基本思路：一般行星(或卫星)的运动可看作匀速圆周运动，所需向心力由中心天体对它的万有引力提供，即F引F向。2常用关系：(1)Gmanmm2rmr。(2)忽略自转时，mgG。学习心得：三、宇宙航行1第一宇宙速度(1)定义：第一宇宙速度是人造卫星近地环绕地球做匀速圆周运动的绕行速度。(2)公式：v或v。2第二宇宙速度在地面附近发射飞行器，使之能够脱离地球的引力作用，永远离开地球所必需的最小发射速度，称为第二宇宙速度，其大
6、小为11.2 km/s。3第三宇宙速度在地面附近发射飞行器，使之能够脱离太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间的最小发射速度，称为第三宇宙速度，其大小为16.7 km/s。4地球同步卫星的特点(1)周期一定：和地球自转周期相同，即T24 h。(2)轨道平面一定：所有的同步卫星都在赤道的正上方，其轨道平面必须与赤道平面重合。(3)高度一定：离地面高度固定不变(3.6104km)。6.如图所示，某颗北斗导航卫星属于地球静止轨道卫星(即卫星相对于地面静止)。则此卫星的()A线速度大于第一宇宙速度B周期小于同步卫星的周期C角速度大于月球绕地球运行的角速度D向心加速度大于地面的重力加速度C第一宇宙速度
7、7.9 km/s是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度，故此卫星的线速度不可能大于第一宇宙速度，A错误；根据题意，该卫星是一颗同步卫星，周期等于同步卫星的周期，故B错误；卫星绕地球做圆周运动时，万有引力提供向心力，根据m2r可知，绕行半径越小，角速度越大，故此卫星的角速度大于月球绕地球运行的角速度，C正确；根据a可知，此卫星的向心加速度小于地面的重力加速度，D错误。题组四牛顿力学的局限性与相对论初步7下列情境中，经典力学不适用的是()A修建港珠澳大桥B洗衣机将衣服脱水C发射快舟一号运载火箭D微观粒子以接近光的速度运动答案D8关于经典时空观和相对论时空观，下列说法错误的是()A经典时空观认为时间和
8、空间是独立于物体及其运动而存在的B相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系C经典力学只适用于宏观、低速运动问题，不适用于微观、高速运动问题D当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论仍有很大的区别D经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的，而相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系，A、B正确；经典力学只适用于宏观、低速运动问题，不适用于微观、高速运动问题，C正确；当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论没有区别，D错误。四、牛顿力学的局限性与相对论初步经典力学与相对论的比较(1)区别经典力学适用于低速运动的物体；狭义相对论阐述物体在以接近光速运动时所遵循的规律。经典力学适用于宏观世界；量子力学能够正确描述微观粒子的运动规律。经典力学在弱引力的情况下与实验结果符合得很好；爱因斯坦的广义相对论能够解释强引力情况下的作用规律。(2)联系当物体的运动速度远小于光速时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别。相对论并没有否定经典力学，经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形。学习心得：