备战高考物理 高频考点解密 专题05 万有引力与航天教学案-人教版高三全册物理教学案

专题 05 万有引力与航天核心考点考纲要求万有引力定律及其应用环绕速度第二宇宙速度和第三宇宙速度经典时空观和相对论时空观ⅡⅡⅠⅠ考点 1 万有引力与重力 1．在地球表面上的物体地球在不停地自转、地球上的物体随地球自转而做圆周运动，自转圆周运动需要一个向心力，是重力不直接等于万有引力而近似等于万有引力的原因，如图所示，万有引力为 F，重力为 G，向心力为 Fn。当然，真实情况不会有这么大偏差。（1）物体在一般位置时 Fn=mrω2，Fn、F、G 不在一条直线上。（2）当物体在赤道上时，Fn达到最大值 Fnmax，Fnmax=mRω2，重力达到最小值：，重力加速度达到最小值，。（3）当物体在两极时 Fn=0，G=F，重力达到最大值，重力加速度达到最大值，。可见只有在两极时重力才等于万有引力，重力加速度达到最大值；其他位置时重力要略小于万有引力，在赤道处的重力加速度最小，两极处的重力加速度比赤道处大；但是由于自转的角速度很小，需要的向心力很小。计算题中，如果未提及地球的自转，一般认为重力近似等于万有引力。即或者写成 GM=gR2，称为“黄金代换”。2．离开地球表面的物体卫星在做圆周运动时，只受到地球的万有引力作用，我们认为卫星所受到的引力就是卫星在该处所受到的重力，，该处的重力加速度。这个值也是卫星绕地球做圆周运动的向心加速度的值；卫星及内部物体处于完全失重状态。（为什么？）（2018·山西省祁县中学）万有引力定律能够很好地将天体运行规律与地球上物体运动规律具有的内在一致性统一起来。用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果。已知地球质量为 M，万有引力常量为 G。将地球视为半径为 R 质量均匀分布的球体。下列选项中说法正确的是A．在赤道地面称量时，弹簧秤读数为B．在北极地面称量时，弹簧秤读数为C．在北极上空高出地面 h 处称量时，弹簧秤读数为D．在赤道上空高出地面 h 处称量时，弹簧秤读数为【参考答案】BC 【试题解析】在赤道地面称量时，万有引力等于重力加上随地球一起自转所需要的向心力，则有1．（2018·湖南省醴陵市第四中学）英国《每日邮报》网站 2015 年 4 月 3 日发表了题为《NASA 有能力在2033 年将宇航员送入火星轨道并在 2039 年首次登陆火星》的报道。已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期基本相同。地球表面重力加速度是 g，若宇航员在地面上能向上跳起的最大高度是 h，在忽略自转影...