湖南省新田縣第一中學高中物理 第六章 萬有引力與航天復習要點 新人教版必修2（通用）

第六章 萬有引力與航天 要點解讀一、行星運動規(guī)律開普勒行星運動定律揭示了行星的運動特征。1開普勒第一定律揭示了行星的運動軌道特征2開普勒第二定律揭示了行星的運動快慢特征3開普勒第三定律揭示了T2a3二、萬有引力定律1表達式：2注意：任何兩個物體之間均存在萬有引力。只有可視為質點的物體或均勻球體（球殼）才能用上述公式直接計算。三、人造衛(wèi)星運動規(guī)律1核心規(guī)律：萬有引力提供衛(wèi)星繞行星做勻速圓周運動的向心力F引=F向2加速度與軌道半徑的關系：由 得3線速度與軌道半徑的關系：由 得4角速度與軌道半徑的關系：由 得5周期與軌道半徑的關系：由 得學法指導一、重力加速度的計算由得式中R為中心天體的半徑，h為物體距中心天體表面的高度。二、中心天體質量的計算1由得；2物體在中心天體表面或表面附近時，由得三、第一宇宙速度的計算第一宇宙速度是星體在中心天體附近做勻速圓周運動的速度，是最大的環(huán)繞速度。1由=得；2由=得四、中心天體密度的計算1由和得2由 和得【例1】宇宙飛船繞地球做勻速圓周運動，地球的質量為M，宇宙飛船的質量為m，宇宙飛船到地球球心的距離為r，引力常量為G，宇宙飛船受到地球對它的萬有引力F=_；宇宙飛船運動的線速度v=_。解析：由萬有引力定律可得，宇宙飛船受到地球對它的萬有引力宇宙飛船繞地球做勻速圓周運動，向心力由地球對它的萬有引力提供，即：解得，宇宙飛船運動的線速度：說明：本題屬“應用”層次，屬稍難題，預估難度系數(shù)為0.70；本題考查萬有引力定律與牛頓第二定律的綜合應用，其目的在于讓學生根據(jù)飛船繞地球做勻速圓周運動時萬有引力提供向心力的規(guī)律求解飛船的線速度?！纠?】在某星球表面附近，距星球表面H高處，靜止釋放一個物體，物體落到星球表面時的速度為v。僅考慮物體受該星球的引力作用，忽略其他力的影響。已知該星球的直徑為D，若發(fā)射一顆在該星球表面附近繞該星球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，求這顆衛(wèi)星的速度。解析：由題意可知，物體在星球表面作自由落體運動。設自由落體運動的加速度為g，該星球的半徑為R，質量為M，衛(wèi)星的質量為m，所求的速度為v1。由運動學公式可知，由萬有引力定律和牛頓第二定律得=在星球表面附近有，由于星球半徑為由以上各式得：v1=說明：本題屬“應用”層次，屬稍難題，預估難度系數(shù)0.56；衛(wèi)星在星球表面附近繞星球做勻速圓周運動的速度就是第一宇宙速度。達標練習1發(fā)現(xiàn)行星運動定律的科學家是（ ）A開普勒B伽利略C牛頓D愛因斯坦2關于行星對太陽的引力，下列說法正確的是（ ）A行星對太陽的引力與太陽對行星的引力是同一性質的力B行星對太陽的引力與太陽的質量成正比，與行星的質量無關C行星對太陽的引力遠小于太陽對行星的引力D行星對太陽的引力與太陽的質量成正比，與二者間的距離成反比3對萬有引力定律的表達式的認識，下列說法錯誤的是（ ）A公式中G為引力常量，它是由實驗測得的，而不是人為規(guī)定的B當m1與m2一定時，隨著r的增大，萬有引力逐漸減小C質量分別為m1和m2的兩物體之間的引力大小相等、方向相反，是一對平衡力D質量分別為m1和m2的兩物體受到的引力總是大小相等，與m1、m2是否相等無關4我國2020年利用一箭雙星技術發(fā)射了兩顆“北斗”導航衛(wèi)星，計劃到2020年左右，建成由5顆地球靜止軌道衛(wèi)星和30顆其他軌道衛(wèi)星組成的覆蓋全球的“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)。已知某一顆北斗導航衛(wèi)星的周期T =24小時，假定該衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動。僅根據(jù)以上條件可以求出的物理量是（ ）A衛(wèi)星的線速度B衛(wèi)星的角速度C衛(wèi)星的軌道半徑D衛(wèi)星的向心加速度5把太陽系各行星的運動近似看作勻速圓周運動，則離太陽越遠的行星（ ）A周期越小 B線速度越小C角速度越大 D加速度越大62020年6月，我國成功完成了“神舟九號”飛船與“天宮一號”目標飛行器的首次載人交會對接任務。“天宮一號”環(huán)繞地球做勻速圓周運動時，所需的向心力由 對它的萬有引力提供；“神舟九號”在比“天宮一號”更低的軌道環(huán)繞地球做勻速圓周運動時，“神舟九號”的飛行速度比“天宮一號”的飛行速度 （填“大”或“小”）。7某星球的第一宇宙速度為v，質量為m的宇航員在這個星球表面受到的重力為W，則這個星球表面的重力加速度為 ，這個星球的半徑為 。8地球半徑為R，地球表面處的重力加速度為g，引力常量為G，一顆衛(wèi)星在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運動，求：（1）衛(wèi)星的運動周期；（2）地球的密度。