《高考備考指南 物理 》課件-章末學(xué)科思維素養(yǎng)

曲線運動萬有引力與航天第四章

章末學(xué)科思維素養(yǎng)(本章末對應(yīng)系統(tǒng)用書P103)素養(yǎng)一萬有引力與航天中的三個思想方法1.填補法計算非質(zhì)點間的萬有引力運用“填補法”解題的關(guān)鍵是緊扣萬有引力定律的適用條件，先填補成完整的均勻球體后運算，運用“填補法”解題主要體現(xiàn)了等效思想.

D

例2我國500m口徑射電望遠鏡(天眼)發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星“J0318＋0253”，其自轉(zhuǎn)周期T＝5.19ms，假設(shè)星體為質(zhì)量均勻分布的球體，已知引力常量為6.67×10－11N·m2/kg2.以周期T穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為(

)A.5×109kg/m3 B.5×1012kg/m3C.5×1015kg/m3 D.5×1018kg/m3

C3.類比思想分析衛(wèi)星相距最近最遠問題半徑不同的衛(wèi)星運行周期也不同，半徑越小，周期越小，因此不同高度處的兩顆衛(wèi)星，相對位置不斷改變，相距最近的衛(wèi)星經(jīng)過一段時間會再次相距最近，同樣也可能出現(xiàn)相距最遠的情況.這與鐘表的分鐘、秒針從重合到再次重合的道理相同，二者可以類比.分鐘和秒針從重合到再次重合，秒針比分鐘多轉(zhuǎn)整數(shù)圈即可，同理，相距最近的兩顆衛(wèi)星，半徑小的比半徑大的多轉(zhuǎn)整數(shù)圈后，又會出現(xiàn)重合.

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素養(yǎng)二萬有引力與航天中的兩個物理模型1.星球內(nèi)部重力加速度模型將星球某深度處的重力加速度轉(zhuǎn)化為另一星球表面的重力加速度.以地球為例，地球內(nèi)部某點的重力加速度按以下思路求解.(1)以地心為圓心，以某點到地心距離為半徑作一個小球體.(2)根據(jù)球體體積公式求出小球體的體積.(3)根據(jù)球體表面物體所受的萬有引力大小等于小球體表面的重力加速度.

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2.多星模型(1)規(guī)律：所研究星體的萬有引力的合力提供做圓周運動的向心力，除中央星體外，各星體的角速度或周期相同.(2)三星模型①三顆星體位于同一直線上，兩顆質(zhì)量相等的環(huán)繞星圍繞中央星在同一半徑為R的圓形軌道上運行，如圖甲所示.②三顆質(zhì)量均為m的星體位于等邊三角形的三個頂點上，如圖乙所示.(3)四星模型①其中一種是四顆質(zhì)量相等的星體位于正方形的四個頂點上，沿著外接于正方形的圓形軌道做勻速圓周運動，如圖丙所示.②另一種是三顆質(zhì)量相等的星體始終位于正三角形的三個頂點上，另一顆位于中心O，外圍三顆星繞O做勻速圓周運動，如圖丁所示.C

(3)求解方法①常規(guī)分解法：將類平拋運動分解為沿初速度方向的勻速直線運動和垂直于初速度方向(即沿合力方向)的勻加速直線運動，兩分運動彼此獨立，互不影響，且與合運動具有等時性.②正交分解法：對于有些問題，可以過拋出點建立適當?shù)闹苯亲鴺讼?，將加速度分解為ax、ay，初速度v0分解為vx、vy，然后分別在x、y方向根據(jù)勻變速運動規(guī)律列方程求解.(4)考查特點①類平拋運動是對平拋運動研究方法的遷移，是高考命題的熱點問題.②高考考查該類問題常綜合機械能守恒、動能定理等知識，以電場或復(fù)合場為背景，考查學(xué)生綜合運用所學(xué)知識處理問題的能力.例6如圖所示的光滑斜面長為l，寬為b，傾角為θ，一物塊(可看成質(zhì)點)沿斜面左上方頂點P水平射入，恰好從底端Q點離開斜面，重力加速度為g，試求：(1)物塊由P運動到Q所用的時間t；(2)物塊由P點水平射入時的初速度v0的大??；(3)物塊離開Q點時速度v的大小.例7

(2022年全國卷)將一小球水平拋出，使用頻閃儀和照相機對運動的小球進行拍攝，頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光.某次拍攝時，小球在拋出瞬間頻閃儀恰好閃光，拍攝的照片編輯后如圖所示.圖中的第一個小球為拋出瞬間的影像，每相鄰兩個球之間被刪去3個影像