版高考物理一轮复习 第四章 抛体运动与圆周运动 万有引力与航天 4 万有引力与航天学案-人教版高三全册物理学案VIP专享

万有引力与航天必备知识一、万有引力定律及其应用1.内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小跟物体的质量 m1和 m2的乘积成正比,与它们之间距离 r 的二次方成反比。2.表达式:F=G,其中 G 为引力常量,G=6.67×10-11 N·m2/kg2,由卡文迪许扭秤实验测定。3.适用条件:(1)两个质点之间的相互作用。(2)对质量分布均匀的球体,r 为两球心的距离。二、宇宙速度第一宇宙速度(环绕速度)v1=7.9 km/s,是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度第二宇宙速度(脱离速度)v2=11.2 km/s,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度第三宇宙速度(逃逸速度)v3=16.7 km/s,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度1.第一宇宙速度:人造卫星的最大环绕速度,也是人造卫星的最小发射速度。2.第一宇宙速度的两种计算方法:(1)由 G=m得 v=。(2)由 mg=m得 v=。基础小题1.判断下列题目的正误。(1)只要知道两个物体的质量和两个物体之间的距离,就可以由 F=G计算物体间的万有引力。( )(2)当两物体间的距离趋近于零时,万有引力趋近于无穷大。( )(3)人造地球卫星绕地球运动,其轨道平面一定过地心。( )(4)地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度。 ( )(5)三个宇宙速度都是物体绕地球运行的速度。( )(6)不同的惯性系中,真空中的光速都是相同的。( )提示:(1)×。只有将两个物体看作质点时,才可以用 F=G计算万有引力。(2)×。当两个物体间的距离趋近于零时,万有引力定律不适用了,所以两物体间的万有引力并不是趋近于无穷大。(3)√。人造地球卫星绕地球运动,万有引力提供向心力,故圆周运动的圆心与地心重合。(4)×。第一宇宙速度是最大的环绕速度,地球同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度。(5)×。只有第一宇宙速度才是绕地球运行的速度,第二、第三宇宙速度分别为脱离速度和逃逸速度。(6)√。根据光速不变原理,不同惯性参考系中的光速都是相同的。2.(多选)1798 年,英国物理学家卡文迪许测出引力常量 G,因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人。若已知引力常量 G,地球表面处的重力加速度 g,地球半径 R,地球上一个昼夜的时间 T1(地球自转周期),一年的时间 T2(地球公转周期),地球中心到月球中心的距离 L1,地球中心到太阳中心的距离 L2。你能计算出( )A.地球的质量 m 地=B.太阳的质量 m 太=C.月球的质量 m 月=D.可求月球、地球及太阳的密度【解析】选 A、B。对地球表面的一个物体 m0来说,应有 m0g=,所以地球质量...