高中物理知识点总结课件：44万有引力与航天

1、一、开普勒行星运动定律一、开普勒行星运动定律定律定律内容内容图示图示开普勒开普勒第一定律第一定律(轨道定律轨道定律)所有行星绕太阳运动的轨道所有行星绕太阳运动的轨道都是都是_，太阳位于椭，太阳位于椭圆的一个圆的一个_开普勒开普勒第二定律第二定律(面积定律面积定律)对任意一个行星来说，它与对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内太阳的连线在相等的时间内扫过相等的扫过相等的_开普勒开普勒第三定律第三定律(周期定律周期定律)所有行星的轨道的半长轴的所有行星的轨道的半长轴的_跟它的公转周期的跟它的公转周期的二次方的比值都相等二次方的比值都相等二、万有引力定律二、万有引力定律1内容：宇宙间的一切

2、物体都是互相内容：宇宙间的一切物体都是互相_的，两个的，两个物体间的引力大小，跟它们的物体间的引力大小，跟它们的_的乘积成正比，跟它们的乘积成正比，跟它们的的_的平方成反比的平方成反比3适用条件：严格地说公式只适用于质点间的相互作用，适用条件：严格地说公式只适用于质点间的相互作用，当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也可近当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也可近似使用，但此时似使用，但此时r应为两物体重心间的距离对于均匀的球体，应为两物体重心间的距离对于均匀的球体，r是是_的距离的距离三、万有引力定律的应用三、万有引力定律的应用1解决天体解决天体(卫星卫星)运动问题的

3、基本思路运动问题的基本思路(1)把天体把天体(或人造卫星或人造卫星)的运动看成是匀速圆周运动，其的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供，关系式：所需向心力由万有引力提供，关系式：在不知中心天体质量的情况下，可用其半径和表面的重在不知中心天体质量的情况下，可用其半径和表面的重力加速度来表示其质量，此式在天体运动问题中应用广泛力加速度来表示其质量，此式在天体运动问题中应用广泛(2)若天体的卫星环绕天体表面运动，其轨道半径若天体的卫星环绕天体表面运动，其轨道半径r等于天等于天体半径体半径R，则天体密度，则天体密度_.可见，只要测出卫星环绕可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的天体表面运动

4、的_，就可求得天体的密度，就可求得天体的密度(3)人造卫星的超重与失重人造卫星的超重与失重人造卫星在发射升空时，有一段加速运动；在返回地人造卫星在发射升空时，有一段加速运动；在返回地面时，有一段减速运动，这两个过程加速度方向均面时，有一段减速运动，这两个过程加速度方向均_，因而都是因而都是_状态状态人造卫星在沿圆轨道运动时，由于万有引力提供向心人造卫星在沿圆轨道运动时，由于万有引力提供向心力，所以处于力，所以处于_状态在这种情况下凡是与重力有关的状态在这种情况下凡是与重力有关的力学现象都会停止发生力学现象都会停止发生(4)三种宇宙速度三种宇宙速度第一宇宙速度第一宇宙速度(环绕速度环绕速度)v1

5、7.9 km/s.这是卫星绕地球做圆周运动的这是卫星绕地球做圆周运动的_速度，也是卫星速度，也是卫星的的_发射速度若发射速度若7.9 km/sv11.2 km/s，物体绕地球，物体绕地球运行运行第二宇宙速度第二宇宙速度(脱离速度脱离速度)v211.2 km/s.这是物体挣脱这是物体挣脱_引力束缚的最小发射速度若引力束缚的最小发射速度若11.2 km/sv16.7 km/s，物体绕太阳运行，物体绕太阳运行第三宇宙速度第三宇宙速度(逃逸速度逃逸速度)v316.7 km/s这是物体挣脱这是物体挣脱_引力束缚的最小发射速度若引力束缚的最小发射速度若v16.7 km/s，物体将脱离太阳系在宇宙空间运行，

6、物体将脱离太阳系在宇宙空间运行 答案：答案：一、椭圆焦点上面积三次方一、椭圆焦点上面积三次方二、二、1.吸引质量距离吸引质量距离3.两球心间两球心间1卫星绕地球运动的向心加速度和物体随地球自转的向卫星绕地球运动的向心加速度和物体随地球自转的向心加速度比较心加速度比较3两个半径两个半径天体半径天体半径R和卫星轨道半径和卫星轨道半径r的比较的比较卫星的轨道半径是天体的卫星绕天体做圆周运动的圆的卫星的轨道半径是天体的卫星绕天体做圆周运动的圆的半径，所以半径，所以rRh.当卫星贴近天体表面运动时，当卫星贴近天体表面运动时，h0，可近，可近似认为轨道半径等于天体半径似认为轨道半径等于天体半径4两种周期两

7、种周期自转周期和公转周期的比较自转周期和公转周期的比较自转周期是天体绕自身某轴线运动一周的时间，公转周自转周期是天体绕自身某轴线运动一周的时间，公转周期是卫星绕中心天体做圆周运动运动一周的时间一般情况下期是卫星绕中心天体做圆周运动运动一周的时间一般情况下天体的自转周期和公转周期是不等的，如：地球自转周期为天体的自转周期和公转周期是不等的，如：地球自转周期为24小时，公转周期为小时，公转周期为365天但也有相等的，如月球，自转、公天但也有相等的，如月球，自转、公转周期都约为转周期都约为27天，所以地球上看到的都是月球固定的一面，天，所以地球上看到的都是月球固定的一面，在应用中要注意区别在应用中要

8、注意区别(2)地球同步卫星的五个地球同步卫星的五个“一定一定”同步卫星是指在赤道平面内，以和地球自转角速度相同同步卫星是指在赤道平面内，以和地球自转角速度相同的角速度绕地球运动的卫星，同步卫星又叫通讯卫星同步卫的角速度绕地球运动的卫星，同步卫星又叫通讯卫星同步卫星有以下几个特点：星有以下几个特点：周期一定周期一定同步卫星在赤道上空相对地球静止，它绕地球的运动与同步卫星在赤道上空相对地球静止，它绕地球的运动与地球自转同步，它的运动周期就等于地球自转的周期，即地球自转同步，它的运动周期就等于地球自转的周期，即T24 h.距离地球表面的高度距离地球表面的高度(h)一定一定由于万有引力提供向心力，则有

9、：由于万有引力提供向心力，则有：线速度线速度(v)一定一定由公式由公式vr知，线速度知，线速度v(R0h)为定值，为定值，代入数据得：代入数据得：v3.1103 m/s.角速度角速度()一定一定1双星模型：两星相对位置保持不变，绕其连线上某点双星模型：两星相对位置保持不变，绕其连线上某点做匀速圆周运动做匀速圆周运动(1)两星之间的万有引力提供各自所需的向心力两星之间的万有引力提供各自所需的向心力(2)两星绕某一圆心做匀速圆周运动的绕向相同，角速度、两星绕某一圆心做匀速圆周运动的绕向相同，角速度、周期相同周期相同(3)两星的轨道半径之和等于两星之间的距离两星的轨道半径之和等于两星之间的距离2“黑

10、洞黑洞”是暗物质，它的密度很大，因此产生很大的是暗物质，它的密度很大，因此产生很大的引力，能将所有物质牢牢地束缚住，就是以光速运动的物质也引力，能将所有物质牢牢地束缚住，就是以光速运动的物质也不能挣脱它的束缚不能挣脱它的束缚2第二宇宙速度第二宇宙速度(脱离速度脱离速度)v11.2 km/s是使物体挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运是使物体挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造卫星或飞到其他行星上去的最小发射速度当行的人造卫星或飞到其他行星上去的最小发射速度当11.2 km/sv16.7 km/s时，卫星脱离地球束缚，成为太阳系的一颗时，卫星脱离地球束缚，成为太阳系的一颗“小行星小行星”3第三宇宙速度第三宇宙速度