高考物理复习-行星的运动与万有引力定律（提高）(2).doc

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1、物理总复习：行星的运动与万有引力定律编稿：李传安审稿：【考纲要求】1、了解开普勒关于行星运动的描述；2、知道引力常数的数值、单位及其测量装置；3、掌握万有引力定律并能应用；4、理解三种宇宙速度及其区别。【知识网络】【考点梳理】考点一、开普勒行星运动定律1、开普勒第一定律　　所有的行星围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。这就是开普勒第一定律，又称椭圆轨道定律。2、开普勒第二定律　　对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。这就是开普勒第二定律，又称面积定律。3、开普勒第三定律　　所以行星轨道的半长轴

2、的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。这就是开普勒第三定律，又称周期定律。若用表示椭圆轨道的半长轴，T表示公转周期，则（是一个与行星无关的常量）。要点诠释：由第一定律出发，行星运动时，轨道上出现了近日点和远日点。由第二定律可以知道，从近日点向远日点运动时，速率变小，从远日点向近日点运动时速率变大。由第三定律知道，而值只与太阳有关，与行星无关。开普勒定律的应用　　（1）行星的轨道都近似为圆，计算时可认为行星做匀速圆周运动，这时太阳在圆心上，第三定律为；（2）开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，若把卫星轨道近似看作圆，第三定律公式为，这时由

3、行星决定，与卫星无关。当天体绕不同的中心星球运行时，中的值是不同的。（3）对于椭圆轨道问题只能用开普勒定律解决。卫星变轨问题，可结合提供的向心力和需要的向心力的关系来解决。　　例、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是：（　）　　A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动　　B．行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处　　C．离太阳越近的行星的运动周期越长　　D．所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等　【答案】D　【解析】所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在一个焦点上，但并非在同一个椭圆上，故A、B错。由第三定律知离太阳

4、越近的行星运动周期越小，故C错、D正确。考点二、万有引力定律　1、公式：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体质量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。　　，为万有引力常量，。2、适用条件：公式适用于质点间万有引力大小的计算。当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，物体可视为质点。另外，公式也适用于均匀球体间万有引力大小的计算，只不过r应是两球心间的距离。3、万有引力的特点（1）普适性：（2）相互性：（3）宏观性：要点诠释：重力和万有引力的联系和区别　　重力是地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的；万有引力是物体随地球自转

5、所需向心力和重力的合力。如图所示，产生两个效果：一是提供物体随地球自转所需的向心力；二是产生物体的重力。由于，随纬度的增大而减小，所以物体的重力随纬度的增大而增大，即重力加速度从赤道到两极逐渐增大；但一般很小，在一般情况下可认为重力和万有引力近似相等，即常用来计算星球表面的重力加速度。在地球同一纬度处，g随物体离地面高度的增加而减小，因为物体所受万有引力随物体离地面高度的增加而减小，即。　　例、对于质量为和的两个物体间的万有引力的表达式，下列说法正确的是：（　）　　A．公式中的G是引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的　　B．当两物体间

6、的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大　　C．和所受引力大小总是相等的　　D．两个物体间的引力总是大小相等，方向相反的，是一对平衡力【答案】AC【解析】　由基本概念、万有引力定律及其适用条件逐项判断。引力常量G值是由英国物理学家卡文迪许运用构思巧妙的“精密”扭秤实验第一次测定出来的，所以选项A正确。万有引力表达式只适用于质点间的作用，当r趋于零时任何物体都不能再视为质点，公式不成立，此时两物体间的作用力并非无穷大，故B错误。两个物体之间的万有引力是一对作用力与反作用力，它们总是大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上，所以选项C正确、D错误。考

7、点三、应用万有引力定律分析天体的运动　　1、基本方法　　把天体（或人造卫星）的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供。公式为解决问题时可根据情况选择公式分析、计算。2、天体质量M、密度的计算测出卫星绕中心天体做匀速圆周运动的半径和周期T，由得(为中心天体的半径）当卫星沿中心天体表面绕天体运动时，，则。3、天体（如卫星）运动的线速度、角速度、周期与轨道半径r的关系　　（1）由得，所以越大，越小；　　（2）由得，所以越大，越小；　　（3）由得，所以越大，T越大。4、黄金代换式　在地球表面的物体所受重力和地球对该物体的万有引力差别很小，

8、在一般讨论和计算时，可以认为，且有。对其它行星也适用，不过是行星表面的重力加速度，R是行星的半径，M是行星的质量。例、如图，卫星从远地点B向近地点A运动,则下列说法