万有引力与航天重点知识归纳及经典例题练习(2).pdf

《万有引力与航天重点知识归纳及经典例题练习(2).pdf》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、.第五讲万有引力定律重点归纳讲练知识梳理考点一、万有引力定律1.开普勒行星运动定律（1）第一定律（轨道定律）：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。（2）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时间内扫过相等的面积。（3）第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周3期二次方的比值都相等，表达式：a。其中k值与太阳有关，与行星无k2T关。（4）推广：开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运转，也适用于3卫星绕地球运转。当卫星绕行星旋转时，ak，但k值不同，k与行星有2

2、T关，与卫星无关。（5）中学阶段对天体运动的处理办法：①把椭圆近似为园，太阳在圆心；②认为v与ω不变，行星或卫星做匀速圆周运动；3R③2k，R——轨道半径。T..2.万有引力定律2（1）内容：万有引力F与m1m2成正比，与r成反比。m1m2（2）公式：FG11222，G叫万有引力常量，G6.6710Nm/kg。r（3）适用条件：①严格条件为两个质点；②两个质量分布均匀的球体，r指两球心间的距离；③一个均匀球体和球外一个质点，r指质点到球心间的距离。（4）两个物体间的万有引力也遵循牛顿第三定律。3.万有引力与重力的关系(1)万有引力

3、对物体的作用效果可以等效为两个力的作用，一个是重力mg，另一个是物体随地球自转所需的向心力f，如图所示。①在赤道上，F=F向+mg，即mgGMmm2R；2R②在两极F=mg，即Mm；故纬度越大，重力加速度越大。Gmg2R由以上分析可知，重力和重力加速度都随纬度的增加而增大。(2)物体受到的重力随地面高度的变化而变化。在地面上，MmGM；Gmgg22RR2在地球表面高度为h处：GMmmggGM，所以R，随高度的2hh2ghg2(Rh)(Rh)(Rh)增加，重力加速度减小。..考点二、万有引力定律的应用——求天体质量及密度233Mm2

4、24r43M3r1．T、r法：G2mr()M2，再根据VR,23，当r=R时，rTGT3VGTR32GT243M3gMmRgVR,2．g、R法：G2mgM，再根据RG3V4GR22Mmvrv3．v、r法：G2mMrrG23MmvMm22vT4．v、T法：G2m,G2mr()MrrrT2G考点三、星体表面及某高度处的重力加速度1、星球表面处的重力加速度：在忽略星球自转时，万有引力近似等于MmGM重力，则G2mgg2。RR注意：R指星球半径。MmGM2、距星球表面某高度处的重力加速度：G2mghgh2，或(Rh)(Rh)2Rgh2g。

5、(Rh)GM注意：卫星绕星球做匀速圆周运动，此时的向心加速度an2，即(Rh)向心加速度与重力加速度相等。..考点四、天体或卫星的运动参数我们把卫星（天体）绕同一中心天体所做的运动看成匀速圆周运动，所需22Mmv24要的向心力由万有引力提供，G2manmmrmr(2)，就可以求出rrT卫星（天体）圆周运动的有关参数：2MmvGM11、线速度：G2mvrrrrMm2GM1Gmr2、角速度：233rrr3Mm22r33周期：G2mr()T2rrTGMMmGM4、向心加速度：G2manan2rr规律：当r变大时，“三小”（v变小,ω变小

6、,an变小）“一大”（T变大）。考点五、地球同步卫星对于地球同步卫星，要理解其特点，记住一些重要数据。总结同步卫星的以下“七个一定”。1、轨道平面一定：与赤道共面。2、周期一定：T=24h，与地球自转周期相同。3、角速度一定：与地球自转角速度相同。4、绕行方向一定：与地球自转方向一致。222Mm42gRT72Gm(Rh),GMgRh3R3.610m6R5、高度一定：由222。(Rh)T4..22Mmv2GMgR3Gm,GMgRv3.110m/s6、线速度大小一定：(Rh)2(Rh)RhRh。2Mm2GMgR27、向心加速度一定：G

7、2man,GMgRan220.23m/s。(Rh)(Rh)(Rh)考点六、宇宙速度1、对三种宇宙速度的认识：⑴第一宇宙速度——人造卫星近地环绕速度。大小v1=7.9km/s。第一宇宙速度的算法：2MmvGM法一：由Gmv，r=R+h，而近地卫星h=0，r=R，则2rrr2MmvGMG2mv，代入数据可算得：v1=7.9km/s。RRR2v法二：忽略地球自转时，万有引力近似等于重力，则mgmvgr，同理r2v，代入数据可算得：vr=R+h，而近地卫星h=0，r=R，mgmvgR1=7.9km/s。R对于其他星球的第一宇宙速度可参照以

8、上两法计算。计算重力加速度时一般与以下运动结合：①自由落体运动；②竖直上抛运动；③平抛运动；④单摆（2）第二宇宙速度——脱离速度。大小v2=11.2km/s，是使物体脱离地球吸引，成为绕太阳运行的行星的最小发射速度。（3）第三宇宙速度——逃逸速度。