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2019-2020年高三物理綜合復習 萬有引力與航天學案 新人教版 知識點回顧 1．“地心說”和“日心說”的發(fā)展過程：“地心說“代表—托勒密； “日心說”代表—哥白尼 2．開普勒行星運動定律　 (1)開普勒第一定律 行星運動的軌道不是正圓，行星與太陽的距離一直在變。有時遠離太陽，有時靠近太陽。它的速度的大小、方向時刻在改變。示意圖如下： 所有的行星圍繞太陽運行的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上，這就是開普勒第一定律。 (2)開普勒第二定律 對于任意一個行星而言，太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。 根據(jù)開普勒第二定律可得，行星在遠日點的速率較小，在近日點的速率較大。 (3)開普勒第三定律 所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等，這是開普勒第三定律。 每個行星的橢圓軌道只有一個，但是它們運動的軌道的半長軸的三次方與公轉周期的平方的比值是相等的。我們用R表示橢圓的半長軸，T代表公轉周期，表達式可為 顯然k是一個與行星本身無關的量，只與中心體有關。開普勒第三定律對所有行星都適用。對于同一顆行星的衛(wèi)星，也符合這個運動規(guī)律。 3、萬有引力定律 (1)定律的推導。 （2）定律的內(nèi)容： 自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的大小跟這兩個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。 （3）定律的公式： 如果用m1和m2表示兩個物體的質量，用r表示它們的距離，那么萬有引力定律可以用下面的公式來表示 （4）說明： ①萬有引力定律的適用條件：萬有引力定律中的物體是對質點而言，不能隨意應用于一般物體。 對于相距很遠因而可以看作質點的物體，公式中的r 就是指兩個質點間的距離；對均勻的球體，可以看成是質量集中于球心上的質點，這是一種等效的簡化處理方法。 思考：在公式中，當r→0時，F(xiàn)→∞是否有意義？ ②．萬有引力的普遍性：任何客觀存在的有質量的物體之間都存在著這種相互吸引的力。 ③．萬有引力的相互性：兩物體間相互作用的引力，是一對作用力和反作用力。引力的方向在兩質點的連線上。 ④．G為引力常量，適用于任何兩個物體，在數(shù)值上等于兩個質量都是1kg的物體相距1m時的相互作用力，其數(shù)值與單位制有關。在SI制中，G＝6.6710－11Nm2/kg2，這個引力常量的出現(xiàn)要比萬有引力定律晚一百多年哪！是英國的物理學家卡文迪許測出來的。在運用萬有引力定律計算時，公式中各量的單位須統(tǒng)一使用國際單位制。 ⑤．行星繞太陽的運動所需的向心力就是太陽對行星的引力，衛(wèi)星繞行星運動所需的向心力就是行星對衛(wèi)星的引力。 4、萬有引力理論的成就 （1）計算天體的質量：① ② （2）計算天體的密度：天體的密度，若繞行的天體靠近中心天體表面運行，則可以認為r=R,則此時 （3）發(fā)現(xiàn)未知天體：海王星和冥王星 5、宇宙航行 （1）天體運動的研究：天體運動可看成是勻速圓周運動——其所受引力全部提供天體做圓周運動所需的向心力。由F引= F心得： 討論：（1）由可得： r越大，V越小。 （2）由可得： r越大，ω越小。 （3）由可得： r越大，T越大。 （4）由可得： r越大，a向越小。 （2）地球同步衛(wèi)星: ①定周期：T=24h ②定軌道平面：地球同步衛(wèi)星的軌道平面均在赤道平面內(nèi) ③定高度（離地面高度36000km）④定速度（運轉速度均為3.1103m/s）⑤定點（每顆同步衛(wèi)星都定點在世界衛(wèi)星組織規(guī)定的位置上）。 （3）宇宙速度：第一宇宙速度：v1 =7.9km/s 第二宇宙速度：v2 = 11.2km/s 第三宇宙速度：v3 =16.7km/s 6、經(jīng)典力學的局限性 經(jīng)典力學的適用范圍：宏觀、低速和弱力情況。