高中物理专题二万有引力与航天（含解析）新人教版必修2

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1、专题二万有引力与航天創[重点归纳重卢名称重要指数重点1开普勒行星运动规律★★★重点2万有引力及应用★★★★★重点3万有引力的成就★★★★重点4天体运动★★★★★重点5宇宙航行★★★★★重点详解][[重点1:开普勒行星运动规律【要点解滾】—对开普勒行星运动定律的认识1.从空间分布认识行星的轨道都是椭圆的，所有椭圆有一个共同的焦点，太阳就在此焦点上。因此第一定律又叫椭圆轨道定律，如图所示。2.从速度大小认识如图所示，如果时间间隔相等，即Z2-Z1=Z4-Z3,由开普勒第二定律，面积力等于面积可见离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率就越大。31.对爭=斤的认识在图中，半长轴是初间

2、距的一半，不要认为臼等于太阳到力点的距离；厂是公转周期，不要误认为是自转周期，如地球的公转周期是一年，不是一天。【考向1】开普勒第二定律。【例题】【辽宁省锦州市2015-2016学年高一下学期期末考试物理试题】如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆.根据开普勒行星运动定律可知火星--A.火星绕太阳运行过程中，速率不变B.地球靠近太阳的过程屮，运行速率将减小C.火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大D.火星绕太阳运行一周的时间比地球的长【答案】D【解析】根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同吋间内扫过的血积相等•行星在此椭圆轨道上运

3、动的速度大小不断变化.故A错误；根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以地球靠近太阳的过程屮，运行速率将增大，故B错误；根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等.故C错误；根据开普勒第三定律：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.由于火星的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，故D正确；故选D.考点：开普勒行星运动定律【名师点睛】该题以地球和火星为例子考查开普勒定律，正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键，所以要熟记理解开普勒的行星运动三定律：第一定律：所有的行星围

4、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.第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等.第三定律：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。【考向2】开普勒第三定律。【例题】【湖南省衡阳市第一中学2015-2016学年高一下学期期末考试物理试题】行星绕太阳的运动轨道是圆形，那么它运行周期T的平方与轨道半径厂的立方比为常数，这就是箸名的开普勒第三定律.该定律中常数的大小（）A.只与行星的质量有关B.只与太阳的质量有关C.与太阳和行星的质量有关D.与太阳的质量及行星的速度有关【答案】B【解析】幵普勒第三走律^=k中常数k是由中心天体决走的，

5、与其他因素无关•故B正确,ACD错误；故r选B.【名师点睛】（1）开普勒三定律是对行星绕太阳运动的总结，实践表明该定律也适用于其他天体的运动，如月球绕地球的运动，卫星（或人造卫星）绕行星的运动。（2）开普勒第二定律说的是同一行星在距A阳不同距离时的运动快慢的规律;开普勒第三定律说的是不同行星运动快慢的规律。重点2：万有引力及应用【要点解读】1.对万有引力定律的理解（1）万有引力定律的四个特性①普遍性。万有引力不仅存在于星球间，任何客观存在的有质量的物体之间都存在着这种相互吸引力。②相互性。两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力，它们大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。③宏观性。在通

6、常情况下万有引力非常小，只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间，它的存在才有实际的物理意义，故在分析地球表面物体受力吋，不考虑其他物体对它的万有引力。④特殊性。两个物体间的万有引力只与它们本身的质量有关，与它们之间的距离有关。而与所在空间的性质无关。(2)万有引力定律适用的条件①严格地说，万有引力定律只适用于质点的相互作用。②两个质量分布均匀的球体或球壳间的相互作用，也可用万有引力定律计算，其中厂是两个球体或球壳的球心间的距离。③如果两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，物体可看成质点，公式可近似适用，其中厂为两物体质心间的距离。1.引力常量(1)1789年，英国物理学家卡文迪许用

7、“扭秤实验”(如图所示)比较准确地测岀了0的数值。①标准值0=6.67259X10—11N・m2/kg2,通常取6*=6.67X10-11N・m2/kg2o②测定G值的意义：①证明了万有引力的存在；②使万有引力定律有了真正的实用价值。2.重力与万有引力的关系(1)重力为地球引力的分力如图所示，设地球的质量为必半径为*,力处物体的质量为加物体受到地球的吸引力为尺Ifm方向指向地心0,由万有引力公式得