高考物理一轮复习讲义 万有引力与航天

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1、万有引力与航天一、开普勒行星运动定律1．开普勒第一定律（轨道定律）:所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。2．开普勒第二定律（面积定律）:对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的相等的面积。（近日点速率最大，远日点速率最小）3．开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等。【复习巩固题】1、（2010·新课标卷）20.太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道.下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像.图中坐标系的横轴是，纵轴是;这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相

2、应的圆轨道半径，和分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径.下列4幅图中正确的是2、（2013吉林市二模）某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆，每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示，该行星与地球的公转半径比为A．B.C．D.二、万有引力定律1．内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。2.公式：3.适用条件:适用于质点间的相互作用特例：两个质量分布均匀的球体之间可以直接利用万有引力定律求解引力。●万有引力与重力的区别与联系重力是万有引力产生的，由于地球的自转，因而地球表面的物体随地球

3、自转需要向心力．重力实际上是万有引力的一个分力．另一个分力就是物体随地球自转时需要的向心力，如图所示，由于纬度的变化，物体做圆周运动的向心力F向不断变化，因而表面物体的重力随纬度的变化而变化，即重力加速度g随纬度变化而变化，从赤道到两极逐渐增大．（1）不同纬度处，由于ω相同而r不同，所以物体随地球自转所需要的向心力大小不同，从赤道到两极，物体随地球自转所需的向心力逐渐减小，在赤道处最大，在两极处最小，则根据平行四边形定则可知：同一物体所受的重力从赤道到两极逐渐减小，在赤道处最小，在两极处最大。（2）由于物体随地球自转的向心力很小，物体的重力随纬度的变化很小，因此在粗略计算

4、中，可以近似认为，物体所受的重力等于物体所受的地球的万有引力。即：（3）物体所受重力还随海拔高度h的升高而变小。同样：可得：或：（4）在赤道和两极上万有引力和重力与向心力的关系：在赤道上：GMm/R2=mω2R+mg（同一物体所受重力最小，向心力最大）在两极：GMm/R2=mg（同一物体所受重力最大，向心力为零）4、对万有引力定律的理解：（1）万有引力的普遍性：万有引力是普遍存在于宇宙任何物体之间的相互吸引力，是自然界中物质之间的基本作用之一，任何客观存在的有质量的物体之间都存在这种作用。（2）万有引力的相互性：两个物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向

5、相反，作用在两个物体上。（3）万有引力的宏观性；通常物体之间的万有引力都非常小，只有在质量巨大的天体之间的万有引力才有宏观意义。（4）万有引力的特殊性；两个物体之间的万有引力只与两个物体的质量和两个物体之间距离有关，与空间性质和周围有无其他物体无关。5、万有引力定律的重大意义：（1)万有引力定律是17世纪自然科学最伟大的发现之一，它把地面上物体的运动规律和天体运动的规律统一起来，对以后物理学和天文学的发展有深远的影响。它第一次揭示了自然界中一种基本相互作用，在人类认识自然的历史上树立了一座丰碑。（2）万有引力的发现，在文化发展史上也有重要意义，在牛顿之前的时代，人们认为天

6、体的运动隐藏着不可认识的规律，牛顿的出色工作使人们建立了信心，人们有能力理解天地间的各种事物，这种信心解放了人们的思想，在科学文化的发展上起带了积极的推动作用。【复习巩固题】1、关于万有引力定律的说法正确的是(　　)A．天体间万有引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离成反比B．任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比C．万有引力与质量、距离和万有引力常量成正比D．万有引力定律对质量大的物体可以适用，对质量小的物体可能不适用2、（09·上海物理·8）牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律

7、。在创建万有引力定律的过程中，牛顿（）A．接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想B．根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即Fµm的结论C．根据Fµm和牛顿第三定律，分析了地月间的引力关系，进而得出Fµm1m2D．根据大量实验数据得出了比例系数G的大小3、某物体在地面上受到的重力为160N，将它放置在卫星中，在卫星以a=1/2g的加速度随火箭向上加速升空的过程中，当物体与卫星中的支持物的相互挤压力为90N时，卫星距离地面与多高？（地球半径R=6.4×103km,