高一物理必修二第六章《萬有引力與航天》知識點(diǎn)總結(jié)

1、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)量相關(guān),與環(huán)繞星體沒關(guān)的物理量；必然是同一中心天體的星體才a地3a火3a水3可以列比率，太陽系：2=2=T水2=.T地T火三、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。3Fm42mmFMFMm22RKFFFrrrF=42K2T2T2rr2GMmr22、表達(dá)式:FGm1m2r2、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都

2、互相吸引,引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1,2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：G6。671012100多年里，卡文迪許在實(shí)驗(yàn)N/mk，牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律后的室里用扭秤實(shí)驗(yàn)測出.5、合用條件:合用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的萬有引力大小的計(jì)算。對于質(zhì)量散布均勻的球體,公式中的r就是它們球心之間的距離。一個(gè)均勻球體與球外一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的萬有引力也合用,此中r為球心到質(zhì)點(diǎn)間的距離。兩個(gè)物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體自己的大小時(shí),公式也近似的合用,此中為兩物體質(zhì)心間的距離。mM42R3GM6、推導(dǎo):G2m2RT242RT1四、萬有引力定律的兩個(gè)重要推論1、在勻質(zhì)球?qū)拥目涨粌?nèi)隨

3、意地點(diǎn)處,質(zhì)點(diǎn)遇到地殼萬有引力的協(xié)力為零.2、在勻質(zhì)球體內(nèi)部距離球心r處,質(zhì)點(diǎn)遇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快度g和星球半徑R，忽視自轉(zhuǎn)的影響,則星球?qū)ξ矬w的萬有引力等于物體的MmgR2重力,有Gmg因此MGR2此中GMgR2是在相關(guān)計(jì)算中常用到的一個(gè)取代關(guān)系，被稱為黃金取代。導(dǎo)出：對于同一中心天體周邊空間內(nèi)有22g1R22GMg1R1g2R2，即:R12g2環(huán)繞星體做圓周運(yùn)動的向心加快度就是該點(diǎn)的重力加快度.六、雙星系統(tǒng)兩顆質(zhì)量可以比較的恒星互相繞著旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，叫雙星。設(shè)雙星的兩子星的質(zhì)量分別為1和,相距L,M和2的線速度分別為1212由萬有引力

4、定律和牛頓第二定律得：M1M2v12M21M1：GL2M1r11r11M1r1M2r22LM1M222v2M2：GL2M2r2M2r22相同的有：周期,角速度，向心力,由于F1F2,因此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：、衛(wèi)星分類：偵探衛(wèi)星、通信衛(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)星的萬有引力供給向心力,因此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、三個(gè)宇宙速度：第一宇宙速度（發(fā)射速度):7.9km/s。最小的發(fā)射速度，最大的環(huán)繞速度。第

5、二宇宙速度（走開速度):1.2km/s。物體擺脫地球引力拘束，成為繞太陽運(yùn)行的小行星或飛到其余行星上去的最小發(fā)射速度。第三宇宙速度（逃逸速度）:16.km/s。物體擺脫太陽引力拘束、飛到太陽系以外的宇宙空間去的最小發(fā)射速度。.9/s1。2km/s時(shí),衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)，其軌道是橢圓,地球位于一個(gè)焦點(diǎn)上。11。2k/s2,1T2B.v1v，T1T2C.v12，T1T2D.v1v2,T1T26.中子星是恒星世界的“侏儒”，直徑一般在20一40km，但密度大得驚人.若某中子星半徑為10k，密度為1。0)7k.那么該中子星表面上的衛(wèi)星環(huán)繞速度應(yīng)為（A約.9km/sB約17km/C.約。3ms04km/D約

6、5.8107有兩顆質(zhì)量相同的人造衛(wèi)星、B,其軌道半徑分別為RA、RB,RARB1,那么以下判斷中正確的有()它們的運(yùn)行周期之比C.它們所受的向心力之比8,人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量為AT1它們的運(yùn)行線速度之比AvB=41FFB=1D它們的運(yùn)行角速度之比A=81m,環(huán)繞地球的線速度為v,角速度為,軌道半徑為R,地球的質(zhì)量為M當(dāng)人造地球衛(wèi)星的軌道半徑為R時(shí)，以下說法中正確的選項(xiàng)是（）A依據(jù)vGM/R，衛(wèi)星的線速度減小為v/B.依據(jù)vgR，衛(wèi)星的線速度增大為2vC依據(jù)v/R，衛(wèi)星的角速度減小到D.依據(jù)FGMm/R2,衛(wèi)星的向心力減小到本來的49月球表面的重力加快度為，用彈簧在地球表面懸吊一物體,能使彈簧伸長

7、cm,如在月球表面上重做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，。6m/s則此彈簧的伸長為cm.10.物體在行星表面自由著落,第s內(nèi)著落了9。8.若該行星的半徑為地球半徑的一半,那么它的質(zhì)量是地球的倍1顆衛(wèi)星專家星表面上運(yùn)行,假如衛(wèi)星的周期為T，行星的均勻密度為，試證明2是個(gè)恒量.宇宙中有-星球的質(zhì)量約為地球的9倍,半徑約為地球的一半.若從地球上h高處平拋物體，射程為60m，那么在該星球上，從相同高度以相同的初速度平拋同一物體,射程是多大？2人造衛(wèi)星在環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動時(shí),衛(wèi)星中物體處于失重狀態(tài)是指(）4失重狀態(tài)是指物體失掉地球的重力作用失掉地球重力，而只受向心力的作用C遇到地球引力和離心力的協(xié)力為零D對支持它的物體的壓力

8、或拉力為零3對于萬有引力定律的正確的說法是(）A萬有引力定律僅對證量較大的天體合用,對證量較小的一般物體不合用.兩物體間互相吸引的一對萬有引力是一對均衡力C.恒星對行星的萬有引力都是-樣大的開普勒等科學(xué)家對天體運(yùn)動規(guī)律的研究為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)作了準(zhǔn)備在繞地球做圓周運(yùn)動的太空實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，以下可正常使用的儀器有（)A溫度計(jì)B.天平C，彈簧秤.水銀氣壓計(jì)E.擺鐘F.秒表5l有一物體在地球表面遇到的重力為40,在離地面高為h=R(為地球半徑）處遇到的重力為,在地心處遇到的重力為G2,則（)A.G140，G2=4B.G12N，2=0CG11N，G2DG1=0N，G6設(shè)地球的質(zhì)量為M,半徑為,自轉(zhuǎn)角速度為

9、，引力常量為,則相關(guān)同步衛(wèi)星的說法中正確的選項(xiàng)是A同步衛(wèi)星的軌道與地球的赤道在同一平面內(nèi)B同步衛(wèi)星的離地高度為h3GM2,同步衛(wèi)星的離地高度為h3GMRD.同步衛(wèi)星的角速度為，線速度大小為3GM2對于第一宇宙速度，以下說法中正確的選項(xiàng)是(）.第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星運(yùn)行的最小速度第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星運(yùn)行的最大速度第一宇宙速度是地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度D.不一樣樣行星的第宇宙速度是不一樣樣的8.已知地球的質(zhì)量為M，半徑為R,表面的重力加快度為，那么地球的第一宇宙速度的表達(dá)式有.GMB.RgC.GMDRRR2g.對于萬有引力定律中的引力常量的說法正確的選項(xiàng)是(）引力常量是由牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力

10、定律時(shí)同時(shí)獲得的引力常量是卡文迪許奇妙地利用扭秤裝置，第一次較正確地測出的C.引力常量的單位是ND引力常量在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是k的物體相距1km時(shí)的互相作使勁10一艘宇宙飛船在一個(gè)星球表面周邊做圓形軌道環(huán)繞遨游,宇航員要估測該星球的密度只要要()A.測定飛船的環(huán)繞半徑B測定行星的質(zhì)量C測定飛船的環(huán)繞周期.測定飛船的環(huán)繞速度1登月火箭封閉發(fā)動機(jī)后在離月球表面112km的空中沿圓形軌道運(yùn)行，周期是12.5in,月球的半徑是40k根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算月球的質(zhì)量.(G=610-1Nm2kg12.已知地球半徑約為.06m,又知月球繞地球的運(yùn)動可近似看做勻速圓周運(yùn)動,試預(yù)計(jì)出月球到地心的距離（結(jié)果保存一位

11、有效數(shù)字）,、選擇題（每題分，共0分).16世紀(jì),哥白尼依據(jù)天文察看的大批資料，經(jīng)過40多年的天文察看和專注研究,提出“日心說的以下四個(gè)基本論點(diǎn),這四個(gè)論點(diǎn)當(dāng)前看存在缺點(diǎn)的是（）5宇宙的中心是太陽，全部行星都在繞太陽作勻速圓周運(yùn)動B.地球是繞太陽作勻速圓周運(yùn)動的行星,月球是繞地球作勻速圓周運(yùn)動的衛(wèi)星，它繞地球運(yùn)行的同時(shí)還跟地球一同繞太陽運(yùn)動C.天穹不轉(zhuǎn)動,由于地球每日自西向東自轉(zhuǎn)一周，造整天體每日東升西落的現(xiàn)象D與日地距離比較，恒星離地球都十分遙遠(yuǎn)，比日地間的距離大得多2.以下對于萬有引力的說法,正確的有（)A物體落到地面上，說明地球?qū)ξ矬w有引力,物體對地球沒有引力B萬有引力定律是牛頓在總結(jié)祖

12、先研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的C地面上自由著落的蘋果和天空中運(yùn)行的月亮，遇到的都是地球的萬有引力DF=Gm1m2中的是一個(gè)比率常數(shù),是沒有單位的r23.對于萬有引力定律的合用范圍，以下說法中正確的有(）只合用于天體,不合用于地面的物體.只合用于球形物體,不合用于其余形狀的物體C只合用于質(zhì)點(diǎn),不合用于實(shí)質(zhì)物體D.合用于自然界中任何兩個(gè)物體之間4.從天文望遠(yuǎn)鏡中察看到銀河系中有兩顆行星繞某恒星運(yùn)行，兩行星的軌道均為橢圓,觀察丈量到它們的運(yùn)行周期之比為8:1,則它們橢圓軌道的半長軸之比為（)A：.4:1：1D1：5.地球半徑為R,地球表面的重力加快度為g,若高空中某處的重力加快度為g2，則該處距地面的高度為（

13、）A(2一1）RB.RC2RDR6.在地球(看作質(zhì)量均勻散布的球體)上空有很多同步衛(wèi)星,下邊說法中正確的選項(xiàng)是（)A.它們的質(zhì)量可能不一樣樣B它們的速度可能不一樣樣C.它們的向心加快度可能不一樣樣它們離地心的距離可能不一樣樣已知引力常數(shù)G和以下各組數(shù)據(jù),能計(jì)算出地球質(zhì)量的是（)A.地球繞太陽運(yùn)行的周期及地球離太陽的距離B月球繞地球運(yùn)行的周期及月球離地球的距離C.人造地球衛(wèi)星在地面周邊繞行的速度及運(yùn)行周期D.若不考慮地球自轉(zhuǎn),己知地球的半徑及重力加快度8.如有一艘宇宙飛船在某一行星表面做勻速圓周運(yùn)動,設(shè)其周期為,引力常量為G,那么該行星的均勻密度為()GT23GT24GT2A.3GT2C4D.9

14、地球公轉(zhuǎn)的軌道半徑為1,周期為T1，月球繞地球運(yùn)行的軌道半徑為2，周期為2，則太陽質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為（)A.R13T12BR13T22C.R12T22DR12T13R23T22R23T12R22T12R22T230兩顆行星和B各有一顆衛(wèi)星和b，衛(wèi)星軌道湊近各自行星的表面,假如兩行星的質(zhì)量之比為MA/B=P,兩行星半徑之比為RA/RB=q，則兩個(gè)衛(wèi)星的周期之比Ta/Tb為（)A.PqBqpCP/qD.qq/P二、填空題（每題5分，共25分）11某星球半徑是地球半徑的3倍,質(zhì)量是地球質(zhì)量的36倍，該星球表面的重力加快度是地球表面重力加快度的倍。62木星的公轉(zhuǎn)周期為12個(gè)地球年,設(shè)地球距太陽的距離

15、為1個(gè)天文單位,那么木星距太陽的距離為個(gè)天文單位。3兩個(gè)質(zhì)量均為50的人,在相距1m時(shí)他們間的萬有引力為_N，這引力大概是0的人重力的_倍。4太陽系中除了九大行星以外，還有很多環(huán)繞太陽運(yùn)行的小行星,此中有一顆名叫“谷神”的小行星,質(zhì)量為1.1021，它運(yùn)行的軌道半徑是地球軌道半徑的.77倍，則它繞行太陽一周需要_年。1當(dāng)兩個(gè)物體不可以視作質(zhì)點(diǎn)時(shí),兩物體之間的萬有引力不可以用公式直接計(jì)算。但可以用下述方法計(jì)算：將兩個(gè)物體各分紅很多質(zhì)點(diǎn),一個(gè)物體的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)與其余一個(gè)物體的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間都存在萬有引力，這些質(zhì)點(diǎn)之間的萬有引力可用公式計(jì)算，全部質(zhì)點(diǎn)間萬有引力的協(xié)力就是這兩個(gè)物體間的萬有引力?，F(xiàn)假想把一個(gè)質(zhì)量為的小球(可看作質(zhì)點(diǎn)）放到地球的中心，則此小球與地球之間的萬有引力為_（已知地球質(zhì)量M，半徑為）。三、計(jì)算題(共35分)16.(8分)中子星是恒星演化過程的一種可能結(jié)果1s.問該中,它的密度很大.現(xiàn)有一中子星,察看到它的自轉(zhuǎn)周期為=30子星的最小密度應(yīng)是多少才能保持該星的堅(jiān)固,不致因自轉(zhuǎn)而崩潰。計(jì)算時(shí)星體可視為均勻球體。（引力常數(shù)G=6。113k.s26710m)1.(9分）宇航員在一星球表面上的某高處，沿水平方向拋出一個(gè)小球，經(jīng)時(shí)間t,小球落到星球表面,測出拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間距離為。若拋出時(shí)的初速增大到本來的2倍