万有引力定律及其应用 考点一:万有引力在天体上问题上的应用 一. 开普勒运动定律 1.开普勒第一定律:所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上 2.开普勒第二定律;对于每一个行星而言,太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积 相等。 3.开普勒第三定律:所有行星的轨道的长半轴的三次方跟周期的二次方的比值都相等,表达式 kTr23 二.万有引力定律 1.内容:自然界中的任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟着两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。 2.公式: 122Gm mFr 其中 G=6.67×10-11N·m2/kg2 ,叫做引力常量。 3.适用条件 两个可以视为质点的物体之间,或者是两个均匀球之间。 三.万有引力定律在天体运动中应用 基本思路:万有引力提供向心力 基本规律 ①由rvmrMmG22 可得: rGMv ②由rmrMmG22 可得: 3rGM 由rTmrMmG222 可得: GMrT324 ④由向marMmG2 可得:3rGMa向 由此可得,线速度、角速度、向心加速度与 r 成反比,周期T 与 r 成正比。 万能公式:2RMmGmg 得,2gRGM 考点二:万有引力在人类航天上的应用 1.第一宇宙速度(环绕速度): 17 .9 kmvs,是最小的发射速度,最大的环绕速度。 每个星球都有其自己的第一宇宙速度。 第一宇宙速度的算法 : 22GMmvmgmrr ,r为星球的半径,M 为星球质量 ( 1) GMvr ( 2) vgr 注 : 星 球 第 一 宇 宙 速 度 相 当 于 求 解 贴 着 星 球 表 面 飞 行 的 卫 星 的 速 度 。 当7.911.2km svkm s 时 , 卫 星 绕 地 球 旋 转 , 其 轨 道 是 椭 圆 , 地 球 位 于 一 个 焦 点 上 。 2.第 二 宇 宙 速 度 ( 脱 离 速 度 ):211.2kmvs, 是 物 体 挣 脱 地 球 引 力 束 缚 的 最 小 发 射 速 度 ,当 11.216.7km svkm s , 卫 星 脱 离 地 球 的 束 缚 , 成 为 太 阳 系 的 一 颗 小 行 星 。 3.第 三 宇 宙 速 度 ( 逃 逸 速 度 ):316.7 kmvs, 是 物 体 挣 脱 太 阳 的 引 力 束 缚 需 要 的 最 小 发 射速 度 。 当16.7vkm s时 , 卫 星 跑 到 太 阳 系 以 外 的 宇 宙 空 间 中 去 。 问 题 及 方 法 问 题 ...