高一物理必修二第六章萬有引力與航天知識點(diǎn)總結(jié)模版.doc

1、高一物理必修二第六章萬有引力與航天知識點(diǎn)總結(jié)模版萬有引力與航天知識點(diǎn)總結(jié)一、人類認(rèn)識天體運(yùn)動的歷史1、“地心說”的內(nèi)容及代表人物：托勒密（歐多克斯、亞里士多德）2、“日心說”的內(nèi)容及代表人物：哥白尼（布魯諾被燒死、伽利略）二、開普勒行星運(yùn)動定律的內(nèi)容開普勒第二定律：v近v遠(yuǎn)開普勒第三定律：K與中心天體質(zhì)量有關(guān)與環(huán)繞星體無關(guān)的物理量；必須是同一中心天體的星體a地3=a火3a水3=.才可以列比例太陽系：T地2T火2=T水2三、萬有引力定律1、內(nèi)容及其推導(dǎo)：應(yīng)用了開普勒第三定律、牛頓第二定律、牛頓第三定律。3Fm42mmRKrF=42KFFFr2T2T2r2FMFMmFGMmr2r2r22、表達(dá)式：

2、FGm1m2r23、內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引引力的方向在它們的連線上引力的大小與物體的質(zhì)量m1,m2的乘積成正比與它們之間的距離r的二次方成反比。4.引力常量：G=6.6710-11N/m2/kg2牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律后的100多年里卡文迪許在實(shí)驗室里用扭秤實(shí)驗測出。5、適用條件：適用于兩個質(zhì)點(diǎn)間的萬有引力大小的計算。對于質(zhì)量分布均勻的球體公式中的r就是它們球心之間的距離。一個均勻球體與球外一個質(zhì)點(diǎn)的萬有引力也適用其中r為球心到質(zhì)點(diǎn)間的距離。兩個物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時公式也近似的適用其中r為兩物體質(zhì)心間的距離。6、推導(dǎo)：GmM42R3GMR2m2RT242T.四、萬有

3、引力定律的兩個重要推論1、在勻質(zhì)球?qū)拥目涨粌?nèi)任意位置處質(zhì)點(diǎn)受到地殼萬有引力的合力為零。2、在勻質(zhì)球體內(nèi)部距離球心r處質(zhì)點(diǎn)受到的萬有引力就等于半徑為r的球體的引力。五、黃金代換若已知星球表面的重力加速度g和星球半徑R忽略自轉(zhuǎn)的影響則星球?qū)ξ矬w的萬有引力等于物體的重力有GMmmg所以MgR2R2G其中GMgR2是在有關(guān)計算中常用到的一個替換關(guān)系被稱為黃金替換。22g1R22導(dǎo)出：對于同一中心天體附近空間內(nèi)有GMg1R1g2R2即：R12g2環(huán)繞星體做圓周運(yùn)動的向心加速度就是該點(diǎn)的重力加速度。六、雙星系統(tǒng)兩顆質(zhì)量可以相比的恒星相互繞著旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象叫雙星。設(shè)雙星的兩子星的質(zhì)量分別為M1和M2相距LM1和

4、M2的線速度分別為v1和v2角速度分別為1和2由萬有引力定律和牛頓第二定律得：M1：M1M2v122GL2M1r1M1r111M2M1r1r22LM1M222Gv2M2：L2M2r2M2r22相同的有：周期角速度向心力因為F1F2所以m12r1m22r2軌道半徑之比與雙星質(zhì)量之比相反：r1m2r2m1線速度之比與質(zhì)量比相反：v1m2v2m1七、宇宙航行：1、衛(wèi)星分類：偵察衛(wèi)星、通訊衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星3、衛(wèi)星軌道：可以是圓軌道也可以是橢圓軌道。地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供向心力所以圓軌道圓心或橢圓軌道焦點(diǎn)是地心。分為赤道軌道、極地軌道、一般軌道。二、1、三個宇宙速度：第一宇宙速度（發(fā)射速度）：

5、7.9km/s。最小的發(fā)射速度最大的環(huán)繞速度。第二宇宙速度（脫離速度）：11.2km/s。物體掙脫地球引力束縛成為繞太陽運(yùn)行的小行星或飛到其他行星上去的最小發(fā)射速度。第三宇宙速度（逃逸速度）：16.7km/s。物體掙脫太陽引力束縛、飛到太陽系以外的宇宙空間去的最小發(fā)射速度。7.9km/sv11.2km/s時衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)其軌道是橢圓地球位于一個焦點(diǎn)上。11.2km/sv16.7km/s時衛(wèi)星脫離地球束縛成為太陽系的一顆小行星。2、(1)人造衛(wèi)星的線速度、角速度、周期表達(dá)式：將不同軌道上的衛(wèi)星繞地球運(yùn)動都看成是勻速圓周運(yùn)動則有.Mmv22r42GMGMr3G2mmm2r可得：vr3T2rrTrG

6、M同一中心天體的環(huán)繞星體（靠萬有引力提供向心力的環(huán)繞星體必須是“飄”起來的赤道上的物體跟同步衛(wèi)星比較不可以用此結(jié)論）RTav超重與失重：人造衛(wèi)星在發(fā)射升空時有一段加速運(yùn)動；在返回地面時有一段減速運(yùn)動。兩個過程加速度方向均向上因為都是超重狀態(tài)。人造衛(wèi)星在沿圓軌道運(yùn)行時萬有引力提供向心力所以處于完全失重狀態(tài)。三、典型衛(wèi)星：1、近地衛(wèi)星：通常把高度在500千米以下的航天器軌道稱為低軌道500千米2000千米高的軌道稱為中軌道。中、低軌道合稱為近地軌道。在高中物理中近地衛(wèi)星環(huán)繞半徑RR=6400KmvgR7.9km/s(所有衛(wèi)星中最大速度)地T2R385min(所有衛(wèi)星中最小周期)GM2、同步衛(wèi)星：相

7、對地面靜止且與地球自轉(zhuǎn)具有相同周期的衛(wèi)星叫地球同步衛(wèi)星又叫通訊衛(wèi)星。特點(diǎn)：(1）運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致（自西向東）。2）周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同T=24小時。3）角速度等于地球自轉(zhuǎn)角速度。4）所有衛(wèi)星都在赤道正上方軌道平面與赤道平面共面。5）高度固定不變離地面高度h=36000km。6）三顆同步衛(wèi)星作為通訊衛(wèi)星則可覆蓋全球（兩級有部分盲區(qū)）7）地球所有同步衛(wèi)星T、v、h、均相同m可以不同。3、擴(kuò)展：(1）變軌問題：從內(nèi)往外為第、軌道左邊切點(diǎn)為A點(diǎn)右邊切點(diǎn)為B點(diǎn)。A:vv（內(nèi)軌道加速到達(dá)外軌道）aa（同一位置a相同）B:vv（內(nèi)軌道加速達(dá)到外軌道）aa（同一位置a相同）:vAvB（v近v遠(yuǎn)）aAaB（離地球越近g越大）,:vv（vGM（離地球越近g越大）r）aa(2）赤道上物體與頭頂同步衛(wèi)星比較：a2r3）對接問題：后面衛(wèi)星先減速做向心運(yùn)動降低一定高度后再加速離心同時速度減慢與前面衛(wèi)星對接。.單元復(fù)習(xí)(1)例題1某人造地球衛(wèi)星距地面高h(yuǎn)地球半徑為R質(zhì)量為M地面重力加速度為g0引力常量為G(1)分別用h、R、M、G表示出衛(wèi)星的周期T、線速度v、角速度；(2)分別用h、R、g0表示衛(wèi)星的周期T、線速度v、角速度。已知地球半徑為R表面的重力加速度為g地球自轉(zhuǎn)的角速度為。求人造通信衛(wèi)星(