高中物理必修二《万有引力与航天》知识提纲典型习题,以及单元检测习题和答案

《高中物理必修二《万有引力与航天》知识提纲典型习题,以及单元检测习题和答案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、必修二第六章万有引力与航天第六章《万有引力与航天》知识提纲一、知识网络托勒密：地心说人类对行哥白尼：日心说星运动规开普勒第一定律（轨道定律）行星第二定律（面积定律）律的认识第三定律（周期定律）运动定律万有引力定律的发现万有引力定律的内容万有引力定律F＝Gm1m2r2引力常数的测定万有引力定律称量地球质量M＝gR2G万有引力的理论成就M＝42r3GT223与航天计算天体质量r＝R,M=4RGT2M=gR2G人造地球卫星42r3M=2GTMmv2宇宙航行Gr2=mrmr2ma第一宇宙速度7.9km/s三个宇宙速度第二宇宙

2、速度11.2km/s地三宇宙速度16.7km/s第1页共1页必修二第六章万有引力与航天二、重点内容讲解1、计算重力加速度（1）在地球表面附近的重力加速度，在忽略地球自转的情况下，可用万有引力定律来计算。FM=6.67*10115.98*1024=9.8(m/2引=G2*s)=9.8N/kgR(6730*103)2即在地球表面附近，物体的重力加速度g＝9.8m/s2。这一结果表明，在重力作用下，物体加速度大小与物体质量无关。（2）即算地球上空距地面h处的重力加速度g’。有万有引力定律可得：GM又g＝GM，∴g'＝R2，∴

3、g’＝R)2gg’＝R2g((Rh)2(Rh)2Rh（3）计算任意天体表面的重力加速度g’。有万有引力定律得：g’＝GM'（M’为星球质量，R’卫星球的半径），又g＝GM，∴g'＝M'(R)2。R'2R2gMR'注意：在地球表面物体受到地球施与的万有引力与其重力是合力与分力的关系，万有引力的另一个分量给物体提供其与地球一起自转所需要的向心力。由于这个向心力很少，我们可以忽略，所以在地球表面的物体F引=G2、天体运行的基本公式在宇宙空间，行星和卫星运行所需的向心力，均来自于中心天体的万有引力。因此万有引力即为行星或卫星作

4、圆周运动的向心力。因此可的以下几个基本公式。（1）向心力的六个基本公式，设中心天体的质量为M，行星（或卫星）的圆轨道半径为r，则向心力可以表示为：F引=F向，Fn＝GMm＝ma＝mv2=mr2=mr(2)2=mr(2f)2=mv。r2rT（2）五个比例关系：（r为行星的轨道半径）向心力：Fn＝GMm，F∝1；r2r2M,a∝1向心加速度：a=G22；rr①GMm＝mv2；得v＝GM，v∝1；r2rrr②GMm＝mr2；得＝GM，∝1；r2r3r3③GMm＝mr(2)2；得T＝2r3，T∝r3；r2TGM第2页共2页必修

5、二第六章万有引力与航天（3）v与的关系。在r一定时，v=r,v∝;在r变化时，如卫星绕一螺旋轨道远离或靠近中心天体时，r不断变化，v、也随之变化。根据，v∝1和∝1，这时v与rr3为非线性关系，而不是正比关系。3、引力常量的意义根据万有引力定律和牛顿第二定律可得：GMm＝mr(2)2∴r3GMk.这实际r2TT242上是开普勒第三定律。它表明r3k是一个与行星无关的物理量，它仅仅取决于中心天体T2的质量。在实际做题时，它具有重要的物理意义和广泛的应用。它同样适用于人造卫星的运动，在处理人造卫星问题时，只要围绕同一星球运

6、转的卫星，均可使用该公式。4、估算中心天体的质量和密度（1）中心天体的质量，根据万有引力定律和向心力表达式可得：GMm＝mr(2)2，∴M＝42r3r2TGT2（2）中心天体的密度方法一：中心天体的密度表达式ρ＝M，V＝3R3（R为中心天体的半径），根据前V43r3。当r＝R即行星或卫星沿中心天体表面运行时，ρ＝面M的表达式可得：ρ＝2R3GT3。此时表面只要用一个计时工具，测出行星或卫星绕中心天体表面附近运行一周的时GT2间，周期T，就可简捷的估算出中心天体的平均密度。方法二：由g=GM,M=gR2进行估算，ρ＝M

7、，∴ρ＝3gR2GV4GR第3页共3页必修二第六章万有引力与航天5、稳定运行与变轨运行（1）稳定运行：某天体m围绕某中心天体M稳定做圆周运动时，始终满足F引=F向，即：GMmmv2所以v＝GM，故r越大时，v越小；r越小时，v越大；r2rr（2）变轨运行：某天体m最初沿某轨道1稳定做圆周运动满足GMmmv2v变大，此时r2，由于某原因其r其所需要的向心力Fnmv2变大，万有引力F引GMm不足以提供向心力时，m就做离rr2心运动，运动到较高轨道2做稳定的圆周运动，此时v比原轨道1处的v小；反之，若在轨道1处v突然变小时，

8、将会到较低轨道3稳定运行，此时v比原轨道1要大；三、常考模型规律示例总结1.对万有引力定律的理解（1）万有引力定律：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，两物体间引力的方向沿着二者的连线。（2）公式表示：F=Gm1m2。r2（3）引力常量G：①适用于任何两物体。②意