必修二物理万有引力与航天知识点

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必修二物理万有引力与航天知识点

必修二物理万有引力与航天知识点1

　　一、知识点

　　(一)行星的运动

　　1地心说、日心说：内容区别、正误判断

　　2开普勒三条定律：内容(椭圆、某一焦点上;连线、相同时间相同面积;半长轴三次方、周期平方、比值、定值)、适用范围

　　(二)万有引力定律

　　1万有引力定律：内容、表达式、适用范围

　　2万有引力定律的科学成就

　　(1)计算中心天体质量

　　(2)发现未知天体(海王星、冥王星)

　　(三)宇宙速度：第一、二、三宇宙速度的数值、单位，物理意义(最小发射速度、环绕速度;脱离地球引力绕太阳运动;脱离太阳系)

　　(四)经典力学的局限性：宏观(相对普朗克常量)低速(相对光速)

　　二、重点考察内容、要求及方式

　　1地心说、日心说：了解内容及其区别，能够判断其科学性(选择)

　　2开普勒定律：熟知其内容，第三定律考察尤多;适用范围(选择)

　　3万有引力定律的科学成就：计算中心天体质量、发现未知天体(选择)

　　4计算中心天体质量、密度：重力等于万有引力或者万有引力提供向心力、万有引力的表达式、向心力的几种表达式(选择、填空、计算)

　　5宇宙速度：第一、二、三宇宙速度的数值、物理意义(选择、填空);计算第一宇宙速度：万有引力等于向心力或重力提供向心力(计算)

　　6计算重力加速度：匀速圆周运动与航天结合(或求周期)、平抛运动与航天结合(或求高度、时间)、受力分析(计算)

　　7经典力学的局限性：了解其局限性所在，适用范围(选择)

　　物理学专业介绍

　　物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，它揭示物质产生、演化、转化和相互作用等方面的基本规律，涉及从微观、宏观到宇观，从少体到多体，从简单到复杂的各种系统，是自然科学的核心和工程技术的基础，并与社会学科具有很强的交叉性;

　　本专业旨在培养掌握坚实的、系统的物理学基础理论及较广泛的物理学基本知识和基本实验方法，具有一定的基础科学研究能力和应用开发能力，能发展成为在物理学及其相关交叉学科的不同专业领域继续深造或在相应的科学技术领域中从事科研、教学、技术、应用和管理等方面的创新性人才。

　　曲线运动知识点

　　1.在曲线运动中,质点在某一时刻(某一位置)的速度方向是在曲线上这一点的切线方向。

　　2.物体做直线或曲线运动的条件：

　　(已知当物体受到合外力F作用下,在F方向上便产生加速度a)

　　(1)若F(或a)的方向与物体速度v的方向相同，则物体做直线运动;

　　(2)若F(或a)的方向与物体速度v的方向不同，则物体做曲线运动。

　　3.物体做曲线运动时合外力的方向总是指向轨迹的凹的一边。

　　4.平抛运动：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，物体只在重力作用下所做的`运动。

　　分运动

　　(1)在水平方向上由于不受力，将做匀速直线运动;

　　(2)在竖直方向上物体的初速度为零，且只受到重力作用，物体做自由落体运动。

　　5.以抛点为坐标原点，水平方向为x轴(正方向和初速度的方向相同)，竖直方向为y轴，正方向向下.

　　6.①水平分速度：②竖直分速度：③t秒末的合速度

　　④任意时刻的运动方向可用该点速度方向与x轴的正方向的夹角表示

　　7.匀速圆周运动：质点沿圆周运动，在相等的时间里通过的圆弧长度相同。

　　8.描述匀速圆周运动快慢的物理量

　　(1)线速度v：质点通过的弧长和通过该弧长所用时间的比值，即v=s/t，单位m/s;属于瞬时速度，既有大小，也有方向。方向为在圆周各点的切线方向上

　　9.匀速圆周运动是一种非匀速曲线运动，因而线速度的方向在时刻改变

　　(2)角速度：ω=φ/t(φ指转过的角度，转一圈φ为)，单位rad/s或1/s;对某一确定的匀速圆周运动而言，角速度是恒定的

　　(3)周期T，频率：f=1/T

　　(4)线速度、角速度及周期之间的关系：

　　10.向心力：向心力就是做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力，向心力只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。

　　11.向心加速度：描述线速度变化快慢，方向与向心力的方向相同，

　　12.注意：

　　(1)由于方向时刻在变，所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断改变的变加速运动。

　　(2)做匀速圆周运动的物体，向心力方向总指向圆心，是一个变力。

　　(3)做匀速圆周运动的物体受到的合外力就是向心力。

　　13.离心运动：做匀速圆周运动的物体，在所受的合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动

必修二物理万有引力与航天知识点2

　　知识点总结

　　一、开普勒行星运动定律

　　（1）、所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，

　　（2）、对于每一颗行星，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积，

　　（3）、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。

　　二、万有引力定律

　　1、内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比、

　　2、公式：F＝Gr2m1m2，其中G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，称为引力常量、

　　3、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，r是两球心间的距离、

　　三、万有引力定律的应用

　　1、解决天体(卫星)运动问题的基本思路

　　(1)把天体(或人造卫星)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：Gr2Mm＝mrv2＝mω2r＝mT2π2r.

　　(2)在地球表面或地面附近的物体所受的重力等于地球对物体的万有引力，即mg＝GR2Mm，gR2＝GM.

　　2、天体质量和密度的估算通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T，轨道半径r，由万有引力等于向心力，即Gr2Mm＝mT24π2r，得出天体质量M＝GT24π2r3.

　　(1)若已知天体的半径R，则天体的密度ρ＝VM＝πR34＝GT2R33πr3

　　(2)若天体的卫星环绕天体表面运动，其轨道半径r等于天体半径R，则天体密度ρ＝GT23π可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的周期，就可求得天体的密度、

　　3、人造卫星

　　(1)研究人造卫星的基本方法：看成匀速圆周运动，其所需的向心力由万有引力提供、Gr2Mm＝mrv2＝mrω2＝mrT24π2＝ma向、

　　(2)卫星的线速度、角速度、周期与半径的关系

　　①由Gr2Mm＝mrv2得v＝rGM，故r越大，v越小、

　　②由Gr2Mm＝mrω2得ω＝r3GM，故r越大，ω越小、

　　③由Gr2Mm＝mrT24π2得T＝GM4π2r3，故r越大，T越大

　　(3)人造卫星的超重与失重

　　①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向上，因而都是超重状态、

　　②人造卫星在沿圆轨道运动时，由于万有引力提供向心力，所以处于完全失重状态、在这种情况下凡是与重力有关的力学现象都会停止发生、

　　(4)三种宇宙速度

　　①第一宇宙速度(环绕速度)v1＝7.9 km/s.这是卫星绕地球做圆周运动的最大速度，也是卫星的最小发射速度、若7.9 km/s≤v<11.2 km/s，物体绕地球运行、

　　②第二宇宙速度(脱离速度)v2＝11.2 km/s.这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度、若11.2 km/s≤v<16.7 km/s，物体绕太阳运行、

　　③第三宇宙速度(逃逸速度)v3＝16.7 km/s这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度、若v≥16.7 km/s，物体将脱离太阳系在宇宙空间运行、

　　题型：

　　1、求星球表面的重力加速度在星球表面处万有引力等于或近似等于重力，则：GR2Mm＝mg，所以g＝R2GM(R为星球半径，M为星球质量)、由此推得两个不同天体表面重力加速度的关系为：g2g1＝R12R22·M2M1.

　　2、求某高度处的重力加速度若设离星球表面高h处的重力加速度为gh，则：G(R＋h)2Mm＝mgh，所以gh＝(R＋h)2GM，可见随高度的增加重力加速度逐渐减小、ggh＝(R＋h)2R2.

　　3、近地卫星与同步卫星

　　(1)近地卫星其轨道半径r近似地等于地球半径R，其运动速度v＝RGM＝＝7.9 km/s，是所有卫星的最大绕行速度；运行周期T＝85 min，是所有卫星的最小周期；向心加速度a＝g＝9.8 m/s2是所有卫星的最大加速度、

　　(2)地球同步卫星的五个“一定”

　　①周期一定T＝24 h. ②距离地球表面的高度(h)一定③线速度(v)一定④角速度(ω)一定

　　⑤向心加速度(a)一定

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