2022年高一物理万有引力与航天复习.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第七章 万有引力与航天（复习）新课标要求1、懂得万有引力定律的内容和公式；2、把握万有引力定律的适用条件；3、明白万有引力的“ 三性”,即：普遍性相互性宏观性4、把握对天体运动的分析；学习重点万有引力定律在天体运动问题中的应用学习难点宇宙速度、人造卫星的运动一、本章要点1、开普勒行星运动定律第肯定律：其次定律：第三定律：比值 k 是一个与行星关的常量,由打算；2、万有引力定律（1）开普勒对行星运动规律的描述（开普勒定律） 为万有引力定律的发觉奠定了基础；（记）（2）万有引力定律公式：（G6.671011N m2/2 kg ）；

2、（3）万有引力定律适用于物体,但用公式运算时适用于和3、万有引力定律在天文学上的应用；（1）基本方法：把天体的运动看成匀速圆周运动,其所需向心力由g = 供应：GMmmv2m2rr2r在 忽视天体自转影响 时,天体表面的重力加速度：,R 为天体半径；（2）天体质量,密度的估算；测出围绕天体作匀速圆周运动的半径r,周期为T,中心天体的质量为；,密度为,R 为中心天体的半径；r,就密度为当围绕天体在被围绕天体的表面运行时,（3）围绕天体的绕行速度,角速度、周期与半径的关系；由GMmm2 v得 v = r 越大, vr2r由GMmm2r得= r 越大,r2由GMmm42r 越大, T2r得 T =

3、r2T（4）三种宇宙速度1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第一宇宙速度（地面邻近的围绕速度） ：v1= ,人造卫星在 围绕地球作匀速圆周运动的速度；是最大的,最小的；其次宇宙速度（地面邻近的逃逸速度） ：v2= ,使物体摆脱 束缚,在地面邻近的最小发射速度；第三宇宙速度： v3= ,使物体摆脱引力束缚,在地面邻近的最小发射速度；（5）同步卫星特点：二、本章专题剖析1、测天体的质量及密度 ：【例 1】继神奇的火星之后,今年土星也成了全世界关注的焦点！经过近 7 年 35.2 亿公里在太空中风尘仆仆

4、的穿行后, 美航空航天局和欧航空航天局合作讨论的“ 卡西尼”号土星探测器于美国东部时间 6 月 30 日（北京时间 7 月 1 日）抵达预定轨道,开头“ 拜望” 土星及其卫星家族；这是人类首次针对土星及其31 颗已知卫星最详尽的探测！如“ 卡西尼” 号探测器进入绕土星飞行的轨道,在半径为R 的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行,围绕 n 周飞行时间为 t ；试运算土星的质量和平均密度；2、行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题：（重力近似等于万有引力）表面重力加速度：G Mm2 mg 0 g 0 GM2R R轨道重力加速度：GMm2 mg h g h GM2R h R h【例 2】一

5、卫星绕某行星做匀速圆周运动,已知行星表面的重力加速度为 g0,行星的质量 M与卫星的质量 m 之比 M/m=81,行星的半径 R0 与卫星的半径 R 之比 R0/R3.6,行星与卫星之间的距离 r 与行星的半径 R0 之比 r/R060；设卫星表面的重力加速度为 g,就在卫星表面有 GMmr 2 mg 经过运算得出：卫星表面的重力加速度为行星表面的重力加速度的1/3600；上述结果是否正确？如正确,列式证明；如有错误,求出正确结果；P 3、人造卫星、宇宙速度：1 2 3 将宇宙速度：（弄清第一宇宙速度与卫星发射速度的区分）【例 3】将卫星发射至近地圆轨道1（如下列图）,然后再次点火,2 Q 名

6、师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载卫星送入同步轨道 3；轨道 1、2 相切于 Q 点,2、3 相切于P 点,就当卫星分别在 1、2、3 轨道上正常运行时,以下说法 正确选项：A卫星在轨道 3 上的速率大于轨道 1 上的速率；B卫星在轨道 3 上的角速度大于在轨道 1 上的角速度；C卫星在轨道 1 上经过 Q 点时的加速度大于它在轨道 2 上经 过 Q 点时的加速度；D卫星在轨道 2 上经过 P 点的加速度等于它在轨道 3 上经 过 P 点时的加速度；4、双星问题：【例 4】两个星球组成双星,它们在相互

7、之间的万有引力作用下,绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动；现测得两星中心距离为R,其运动周期为T,求两星的总质量；三、针对训练1利用以下哪组数据,可以运算出地球质量：（）A已知地球半径和地面重力加速度B已知卫星绕地球作匀速圆周运动的轨道半径和周期C已知月球绕地球作匀速圆周运动的周期和月球质量D已知同步卫星离地面高度和地球自转周期2“ 探路者” 号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中,发觉A、B 两颗天体各有一颗靠近表面飞行的卫星,并测得两颗卫星的周期相等,以下判定错误选项A天体 A、B 表面的重力加速度与它们的半径成正比 B两颗卫星的线速度肯定相等 C天体 A、B 的质量可能相等 D天体 A、B 的

8、密度肯定相等 3已知某天体的第一宇宙速度为 8 km/s,就高度为该天体半径的宇宙飞船的运行速度为A2 2 km/s B4 km/s C4 2 km/s D8 km/s 420XX 年 12 月 30 日凌晨,我国的“ 神舟” 四号飞船在酒泉载人航天发射场发射升空,按 预定方案在太空飞行了 6 天零 18 个小时,围绕地球 108 圈后,在内蒙古中部地区精确着陆,圆满完成了空间科学和技术试验任务,为最终实现载人飞行奠定了坚实基础 .如地球的质量、半径和引力常量 G 均已知,依据以上数据可估算出“ 神舟” 四号飞船的3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 5 页精选学习资料

9、- - - - - - - - - 学习必备欢迎下载2A.离地高度B.围绕速度C.发射速度D.所受的向心力5（1998 年全国卷）宇航员站在某一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一小球；经过时间 t,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L；如抛出时的初速度增大到倍,就抛出点与落地点之间的距离为3 L；已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R,万有引力常数为 G；求该星球的质量 M；6（20XX 年全国理综第 23 题,16 分）在士气号火星探测器着陆的最终阶段,着陆器降落到火星表面上,再经过多次弹跳才停下来；假设着陆器第一次落到火星表面弹起后,到达最高点时高度为 h,速度方向是

10、水平的,速度大小为 v0,求它其次次落到火星表面时速度的大小,运算时不计火星大气阻力； 已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为 r,周期为 T；火星可视为半径为 r 0的匀称球体；参考答案：1A B 2B 3C 4AB （1）2x,可得5解析：设抛出点的高度为x 2 +y 2 =L 2h,第一次平抛的水平射程为x,就有由平抛运动的规律得知,起初速度增大到2 倍,其水平射程也增大到4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载2x 2 +h 2 = 3 L 2（2）由以上两式解得 h= L（3）3设该星球上的重力

11、加速度为 g,由平抛运动的规律得 h= 1 gt 2（4）2由万有引力定律与牛顿其次定律得 GMm2 mg（式中 m 为小球的质量）（5）R2联立以上各式得：M 2 3 LR2；3 Gt点评： 明显,在此题的求解过程中,必需将自己置身于该星球上,其实最简洁的方法是把地球当作该星球是很简洁身临其境的了；6以 g表示火星表面邻近的重力加速度,M 表示火星的质量, m 表示火星的卫星的质量,m表示火星表面出某一物体的质量,由万有引力定律和牛顿其次定律,有GMmmgv1,水平重量仍为v0,有r20GMmm 22rr2T设 v 表示着陆器其次次落到火星表面时的速度,它的竖直重量为v22gh1v2 v 12 v 0由以上各式解得v82hr3v22r2 00T课余作业复习本章内容,预备章节过关测试；5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 5 页