(共35张PPT)
[答案] A
答案：A
答案：C
答案：B
[答案] ACD
【集训提能】
1．(多选) 在完成各项既定任务后，载人宇宙飞船要安全返回地
面。如图所示，飞船在返回地面时，要在P点从圆形轨道Ⅰ进
入椭圆轨道Ⅱ，Q为轨道Ⅱ上的一点，M为轨道Ⅰ上的另一点。
关于飞船的运动，下列说法中正确的是 ( )
A．飞船在轨道Ⅱ上经过P点的速度小于经过Q点的速度
B．飞船在轨道Ⅱ上经过P点的速度小于在轨道Ⅰ上经过M点的速度
C．飞船在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期
D．飞船在轨道Ⅱ上经过P点的加速度小于在轨道Ⅰ上经过M点的加速度
答案：AB
2．如图是嫦娥五号探测器奔月示意图，探测器发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测，下列说法正确的是 ( )
A．发射嫦娥五号的速度必须达到第三宇宙速度
B．在绕月圆轨道上，运动周期与探测器质量有关
C．探测器受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比
D．在绕月圆轨道上，探测器受地球的引力大于受月球的引力
答案：C
3．2023年10月26日11时13分，神舟十七号载人飞船发射升空并于当天17时46分与中国空间站核心舱实现交会对接，顺利将汤洪波、唐胜杰、江新林3位航天员送入空间站天和核心舱。对接过程的示意图如图所示，天和核心舱处于半径为r2的圆轨道Ⅲ；神舟十七号飞船处于半径为r1的圆轨道Ⅰ，运行周期为T1，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与天和核心舱对接。则神舟十七号飞船( )
答案：C
[答案] A
答案: B
答案：CD
答案：A (共31张PPT)
物理观念 (1)知道牛顿力学只适用于低速、宏观物体的运动。
(2)知道相对论、量子力学有助于人类认识高速、微观领域。
(3)知道爱因斯坦的两个假设。
(4)知道时间延缓效应和长度收缩效应。
科学思维 (1)了解爱因斯坦两个假设，知道牛顿力学的局限性。
(2)能对时间延缓效应和长度收缩效应问题进行分析。
科学态度与责任 通过课内与课外阅读，知道相对论、量子力学和经典力学的关系，体会人类对自然界的探索是不断深入的。
5 相对论时空观与牛顿力学的局限性
核心素养点击
运动
相同
相同
运动状态
2．判断
(1)在不同的惯性系中，光速是不同的。 ( )
(2)由于在任何惯性系中力学规律都是相同的，所以，研究力学问题时可以选择任何惯性系。 ( )
(3)按照经典时空观，某一事件的发展过程，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔是相同的。 ( )
3．想一想
经典时空观和狭义相对论时空观中，空间和时间有什么不同？
提示：经典时空观中空间和时间是绝对的，与物质的运动状态无关；在狭义相对论时空观中，空间和时间是相对的，与物质的运动状态有关。
×
√
√
牛顿运动定律
万有引力定律
牛顿力学
微观粒子
波动性
低速
高速
宏观
微观
2．判断
(1)经典力学在任何情况下都适用。 ( )
(2)相对论和量子力学是对经典力学的否定。 ( )
(3)当物体的运动速度接近光速时，经典力学就不再适用了。 ( )
(4)相对论和量子力学的出现，说明经典力学已失去意义。 ( )
3．选一选
下列说法正确的是 ( )
A．牛顿定律就是经典力学
B．经典力学的基础是牛顿运动定律
C．牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题
D．经典力学可以解决自然界中所有的问题
×
×
×
√
解析：经典力学并不等于牛顿运动定律，牛顿运动定律只是经典力学的基础；经典力学并非万能，也有其适用范围，并不能解决自然界中所有的问题，没有哪个理论可以解决自然界中所有的问题。因此只有B正确。
答案：B
[答案] (1)100 km (2)80 km
【素养训练】
1．1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是 ( )
A．同时的绝对性与同时的相对性
B．运动的时钟变慢与运动的尺子缩短
C．时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性
D．相对性原理与光速不变原理
解析：狭义相对论的两个基本假设是相对性原理和光速不变原理，故D正确。
答案：D
2．A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在两个火箭上，以速度vB和vC朝同一方向飞行，vB>vC。在地面上的人看来，关于时钟快慢的说法正确的是 ( )
A．B钟最快，C钟最慢
B．A钟最快，C钟最慢
C．C钟最快，B钟最慢
D．A钟最快，B钟最慢
解析：根据狭义相对论的时间延缓效应可知，速度越大，钟走得越慢， 故D正确。
答案：D
3．(多选)A、B两架飞机沿地面上一足球场的长轴方向在其上空高速飞过，且vA＞vB，对于在飞机上的人观察结果，下列说法正确的是 ( )
A．A飞机上的人观察到足球场的长度比B飞机上的人观察到的大
B．A飞机上的人观察到足球场的长度比B飞机上的人观察到的小
C．两飞机上的人观察到足球场的长度相同
D．两飞机上的人观察到足球场的宽度相同
答案：BD
牛顿力学(经典力学) 相对论、量子理论
区别 (1)牛顿力学适用于低速运动的物体
(2)牛顿力学适用于宏观世界
(3)牛顿力学在弱引力的情况下与实验结果符合得很好 (1)相对论阐述物体在以接近光速运动时所遵循的规律
(2)量子力学能够正确描述微观粒子的运动规律
(3)相对论能够解释强引力情况下的作用规律
联系 (1)当物体的运动速度远小于光速时，相对论物理学与牛顿物理学的结论没有区别
(2)当另一个重要常数即普朗克常量可以忽略不计时，量子力学和牛顿力学的结论没有区别
(3)相对论和量子力学并没有否定牛顿力学，牛顿力学是二者在一定条件下的特殊情形
2. 牛顿力学与相对论、量子理论的比较
典例3 关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下列说法中正确的是 ( )
A．狭义相对论和经典力学是相互对立、互不相容的两种理论
B．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例
C．经典力学只适用于宏观物体的运动，量子力学只适用于微观粒子的运动
D．不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的
[解析] 相对论没有否定经典力学，经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形，故A错误，B正确。经典力学适用于宏观、低速、弱引力的领域，故C、D错误。
[答案] B
【素养训练】
4．(多选)以下说法正确的是 ( )
A．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用
B．经典力学理论具有一定的局限性
C．在经典力学中，物体的质量不随运动状态改变而改变
D．相对论和量子力学否定了经典力学理论
解析：经典力学理论具有一定的局限性，它只适用于低速、宏观物体的运动，故A错误，B正确；在经典力学中，物体的质量不随运动状态的改变而改变，即物体的质量和物体运动的速度无关，故C正确；相对论和量子力学并没有否定过去的科学，而是认为经典力学理论是在一定条件下的特殊情形，故D错误。
答案：BC
5．经典力学只适用于“宏观世界”，这里的“宏观世界”是指 ( )
A．行星、恒星、星系等巨大的物质领域
B．地球表面上的物质世界
C．人眼能看到的物质世界
D．不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界
解析：前三个选项说的当然都属于“宏观世界”，但都很片面，没有全面描述，本题应选D。
答案：D
6．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
解析：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，故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，故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，故D错误。
答案：D
答案：ABC
答案：B
答案：BCD (共38张PPT)
第七章|万有引力与宇宙航行
1 行星的运动
核心素养点击
物理观念 (1)了解人类对行星运动规律的认识历程，知道地心说和日心说。
(2)知道开普勒定律，掌握行星运行的轨道特点和运动规律。
科学思维 理解并能应用开普勒定律解答有关问题。
科学态度
与责任 (1)认识到科学研究一般从最基本的观念开始，科学家凭借对现象的观测、模型的构建以及模型与事实之间的偏差，不断修正原有的观念和模型，使其逐步接近真实，并获得物理规律。
(2)知道科学包含大胆的想象和创新，尊重客观事实、坚持实事求是科学研究的基本态度和社会责任。
一、地心说与日心说
1．填一填
内容 局限性
地心说 _____是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月球以及其他星体都绕_____运动 都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的__________运动
日心说 ____是宇宙的中心，是静止不动的，地球和其他行星都绕_____运动
地球
地球
太阳
太阳
匀速圆周
2．判断
(1)地心说认为地球是宇宙的中心。 ( )
(2)日心说认为太阳是静止不动的。 ( )
(3)地心说是错误的而日心说是正确的。 ( )
(4)太阳每天东升西落，说明太阳围着地球转。 ( )
√
√
×
×
3．选一选
日心说能被人们所接受的原因是 ( )
A．以地球为中心来研究天体的运动，符合人们的日常观感
B．以太阳为中心，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了
C．地球是围绕太阳运转的
D．太阳总是从东面升起从西面落下
解析：日心说被人们所接受的原因是，以太阳为中心，许多问题都可以解决，行星运动的描述也变得简单了，故B正确。
答案：B
二、开普勒定律
1．填一填
(1)开普勒定律
定律 内容 图示
开普勒
第一定律 所有行星绕太阳运动的轨道都是_____，太阳处在椭圆的一个_____上
开普勒
第二定律 对任意一个行星来说，它与太阳的_____在相等的时间内扫过的______相等
椭圆
焦点
连线
面积
定律 内容 图示
开普勒
第三定律 所有行星轨道的_________________
跟它的_________________的比都相等
表达式：______ ＝k
注意：比值k是一个对太阳系所有行星都_____的常量
半长轴的三次方
公转周期的二次方
相同
圆心
角速度
线速度
匀速圆周运动
轨道半径r
公转周期T
2．判断
(1)宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动。 ( )
(2)围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的。 ( )
(3)行星运动的轨道半长轴越长，行星的周期越长。 ( )
3．选一选
关于开普勒行星运动定律的描述，下列说法中正确的是 ( )
A．所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
B．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上
C．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上
D．行星绕太阳运动的速度大小不变
×
×
√
解析：由开普勒第三定律知：绕同一中心天体运行的所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，故A错误；根据开普勒第一定律的内容，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故B错误，C正确；由开普勒第二定律知，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，可知行星绕太阳运动的速度大小是变化的，故D错误。
答案：C
(3)行星在轨道上不同位置的速度大小有什么特点？
(4)不同的行星绕太阳运行的周期是否相同？
提示：(1)是椭圆。
(2)在所有行星运动椭圆轨道的一个共同焦点上。
(3)距离太阳越近，速率越大，反之越小。
(4)不同。
[答案] AC
答案：BC
答案：C
解析：开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，因此也适用于轨道是圆的运动，故A错误；公式中的T是行星(或卫星)的公转周期，故B错误；公式中的k与中心天体有关，与绕中心天体公转的行星(或卫星)无关，故C正确；月球绕地球运动，地球绕太阳运动，不是同一个中心天体，公式中的k与中心天体有关，已知月球与地球之间的距离，无法求出地球与太阳之间的距离，故D错误。
答案：C
行星 天体质量m/kg 周期T/a 到太阳的平均距d/(×106 km) /(×1024 km3·a－2) 椭圆轨道的偏心率e 偏心率e＝0.3时的椭圆
水星 3.20×1023 0.2 57.9 3.34 0.206
金星 4.88×1024 0.6 108.2 3.35 0.007
地球 5.98×1024 1.0 149.6 3.35 0.017
火星 6.42×1023 1.9 227.9 3.35 0.093
木星 1.90×1027 11.9 778.3 3.35 0.048
土星 5.68×1026 29.5 1 427 3.34 0.056
天王星 8.68×1025 84.0 2 869 3.35 0.047
海王星 1.03×1026 164.8 4 486 3.34 0.009
图7.1 6
答案：C
5．为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为 ( )
A．2∶1 B．4∶1
C．8∶1 D．16∶1
答案：C
6．长期以来“卡戎星”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1＝19 600 km，公转周期T1＝6.39天。2006年，天文学家发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转半径r2＝48 000 km，则它的公转周期T2最接近于 ( )
A．15天 B．25天
C．35天 D．45天
答案：B
答案：A
答案：C (共42张PPT)
物理观念 (1)理解“称量地球质量”的基本思路。
(2)理解计算太阳质量的基本思路。
科学思维 (1)理解万有引力定律在天文学上的重要应用——发现未知天体、预言哈雷彗星的回归。
(2)能将天体问题中的对象和过程转换成相关模型后进行求解。
科学态度与责任 了解万有引力定律的科学成就，体会科学的迷人魅力，激发探索太空、了解太空的兴趣。
3 万有引力理论的成就
核心素养点击
引力
×
×
√
向心力
×
×
√
亚当斯
勒维耶
伽勒
哈雷
海王星
哈雷彗星
√
√
×
答案：C
【素养训练】
1．(2021·广东高考)2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行。若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是 ( )
A．核心舱的质量和绕地半径
B．核心舱的质量和绕地周期
C．核心舱的绕地角速度和绕地周期
D．核心舱的绕地线速度和绕地半径
答案：D
2．如果火星着陆器着陆前近火星做匀速圆周运动，绕行的周期约为101分钟，已知地球的平均密度约为5.5×103 kg/m3，地球近地卫星的周期约为85分钟，则火星的平均密度约为 ( )
A．3.9×103 kg/m3 B．4.8×103 kg/m3
C．5.6×103 kg/m3 D．7.2×103 kg/m3
答案：A
答案：BD
(2)如何比较地球、火星等行星绕太阳运动的线速度、角速度、周期及向心加速度等各量的大小关系？
提示：(1)地球、火星等行星绕太阳的运动可看作匀速圆周运动，万有引力提供向心力。
[答案] C
答案：D
答案：C
答案：D
答案：D
答案：D
答案：D(共43张PPT)
物理观念 (1)知道万有引力定律的内容、表达式和适用范围。
(2)知道万有引力定律公式中r的物理意义，了解引力常量G。
科学思维 (1)理解万有引力定律的推导过程。
(2)会用万有引力定律解决简单的引力计算问题。
科学态度与责任 (1)通过万有引力定律的推导过程，认识在科学规律发现过程中大胆猜想与严格求证的重要性。
(2)知道万有引力定律的发现使人类在地球上的重物下落与天体运动方面完成了认识上的统一。
(3)知道引力常量G的测定在科学史上的重大意义。
2 万有引力定律
核心素养点击
引力
行星以太阳为圆心做_________运动，太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力。
匀速圆周
正比
√
√
√
×
解析： F′和F大小相等、方向相反，是作用力和反作用力，太阳对行星的引力是行星绕太阳做圆周运动的向心力，故B、D正确。
答案：BD
相同
2．判断
(1)地球对月球的引力和地球对地面上物体的引力属于同一种性质的力。 ( )
(2)月球绕地球做匀速圆周运动的向心力是由地球对它的引力产生的。 ( )
(3)月球上物体下落受到的力与地球上物体下落受到的力性质不同。 ( )
3．选一选
月—地检验的结果说明 ( )
A．地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一性质的力
B．地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力不是同一性质的力
C．地面物体所受地球的引力只与物体的质量有关，即 G＝mg
D．月球所受地球的引力只与月球质量有关
√
√
×
答案：A
吸引
连线
乘积
二次方
引力常量
卡文迪什
×
×
√
√
答案：D
特性 内容
普遍性 万有引力不仅存在于太阳与行星、地球与月球之间，宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着这种相互吸引的力
相互性 两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力，遵守牛顿第三定律
宏观性 地面上的一般物体之间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计，但在质量巨大的天体之间或天体与其附近的物体之间，万有引力起着决定性作用
特殊性 两个物体之间的万有引力只与它们本身的质量和它们间的距离有关，而与它们所在空间的性质无关，也与周围是否存在其他物体无关
[答案] D
答案：AD
答案：B
答案：C
[答案] B
答案：B
答案：A
答案：AC
答案：A
二、注重学以致用和思维建模
1.如图所示，木星是太阳系中最大的行星，与太阳的距离为7.8×
108 km，木星和太阳的质量分别为1.9×1027 kg和2.0×1030 kg。
试求木星与太阳之间的万有引力大小。
答案：4.2×1023 N(共43张PPT)
4 宇宙航行
物理观念 (1)知道三个宇宙速度的含义。
(2)知道同步卫星和其他卫星的区别。
(3)了解发射速度与环绕速度的区别和联系。
科学思维 (1)会推导第一宇宙速度。
(2)会分析人造地球卫星的受力和运动情况，并能解决涉及人造地球卫星运动的问题。
科学态度与责任 了解宇宙航行的历程和进展，感受人类对客观世界不断探究的精神和情感。
核心素养点击
宇宙速度 数值 意义
第一宇宙速度 ____km/s 物体在地球表面附近绕地球做____________的速度
第二宇宙速度 ____km/s 使飞行器挣脱______引力束缚的最小地面发射速度
第三宇宙速度 ____km/s 使飞行器挣脱______引力束缚的最小地面发射速度
足够大
人造地球卫星
7.9
7.9
11.2
16.7
匀速圆周运动
地球
太阳
√
√
×
解析：当发射的速度大于等于第二宇宙速度时，卫星会挣脱地球的引力，不再绕地球飞行。当发射的速度大于等于第三宇宙速度时，卫星会挣脱太阳的引力，飞出太阳系，故D正确。
答案：D
二、人造地球卫星 载人航天与太空探索
1．填一填
(1)1957年10月4日，_______第一颗人造地球卫星发射成功。
(2)1970年4月24日，_____第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功。
(3)地球同步卫星
①位置：赤道上方高度约________km。
②周期：与地球自转周期______。
(4)静止卫星：地球同步卫星的一种，其轨道平面与赤道平面成0度角，运动方向与地球自转方向相同。因其相对地面静止，也称静止卫星。
世界上
我国
36 000
相同
(5)载人航天与太空探索的主要成果
①1961年4月12日，苏联航天员加加林进入东方一号载人飞船，完成人类首次进入太空的旅行。
②1969年7月，美国阿波罗11号登上月球。
③2003年10月，我国的神舟五号发射升空，圆了中国人的飞天梦想。
④2013年6月，我国的神舟十号分别完成与天宫一号空间实验室的手动和自动交会对接。
⑤2016年10月，我国的____________完成与__________空间实验室的自动交会对接。
⑥2017年4月，我国的___________成功发射并与天宫二号自动交会对接。
⑦2019年1月3日，我国的嫦娥四号探测器成功完成世界首次在月球背面软着陆。并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图，揭开了古老月背的神秘面纱。
⑧2020年5月8日，我国新一代载人飞船试验船返回舱在预定区域成功着陆，试验取得圆满成功。
神舟十一号
天宫二号
天舟一号
2．判断
(1)地球静止卫星一定位于赤道的正上方。 ( )
(2)地球同步卫星与地球自转的周期相同。 ( )
(3)人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由火箭推力提供。 ( )
(4)卫星绕地球运动的轨道半径越大，运行速度越大。 ( )
3．选一选
(多选)下面关于静止卫星的说法中正确的是 ( )
A．所有地球静止卫星都位于地球的赤道平面内
B．所有地球静止卫星的质量都相等
C．静止卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度
D．静止卫星可以定位在北京的正上空
√
√
×
×
答案：AC
(1)第一宇宙速度有什么意义？
(2)第二、第三宇宙速度有什么意义？
提示：(1)第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度。
(2)第二宇宙速度是卫星能够克服地球引力，永远离开地球的最小发射速度；第三宇宙速度是物体能够挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外的最小发射速度。
[答案] A
答案：A
答案：C
(1)所有做圆周运动的人造卫星的轨道圆心位置有什么特点？
(2)天宫二号和同步卫星的周期相比较哪个更大？
(3)天宫二号和同步卫星的线速度、角速度、加速度哪个更大？
提示：(1)所有做圆周运动的人造卫星的轨道圆心都位于地心。
(2)同步卫星的周期更大。
(3)“天宫二号”的线速度、角速度、加速度更大。
[答案] AB
答案：见解析
答案：ACD
5．已知“天和”核心舱运行轨道距地面的高度为400 km左右，地球静止卫星距地面的高度接近36 000 km。则该核心舱的 ( )
A．角速度比地球静止卫星的小
B．周期比地球静止卫星的长
C．向心加速度比地球静止卫星的大
D．线速度比地球静止卫星的小
答案：C
A．在甲抬高轨道之前，甲的线速度小于乙
B．甲可以通过增大速度来抬高轨道
C．在甲抬高轨道的过程中，月球对甲的万有引力逐渐增大
D．返回地球后，月壤样品的重量比在月球表面时大
答案：BD
探月卫星嫦娥一号、嫦娥二号均绕月球运行，请上网了解一下，嫦娥一号、嫦娥二号卫星中，哪颗卫星的运行周期更大些？
嫦娥四号探测器能用打开降落伞的方法在月球背面实现软着陆吗？为什么？
提示：因为嫦娥一号离月球表面200 km，嫦娥二号离月球表面100 km，所以 嫦娥一号的运行周期更大些。
嫦娥四号探测器不能应用降落伞实现软着陆，因为月球表面没有空气。
答案：D
答案：C
