专题 06 万有引力定律考纲定位本讲共 4 个考点,,两个一级考点,(1)第二宇宙速度和第三宇宙速度(2)经典时空观和相对论时空观两个二级考点(1)万有引力定律及其应用(2)环绕速度可见考试多从二级考点命制试题,选择题居多,难度有波动变化
必备知识1.在处理天体的运动问题时,通常把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需要的向心力由万有引力提供.其基本关系式为 G=m=mω2r=m()2r=m(2πf)2r
在天体表面,忽略自转的情况下有 G=mg
2.卫星的绕行速度 v、角速度 ω、周期 T 与轨道半径 r 的关系(1)由 G=m,得 v=,则 r 越大,v 越小.(2)由 G=mω2r,得 ω=,则 r 越大,ω 越小.(3)由 G=mr,得 T=,则 r 越大,T 越大.3.卫星变轨(1)由低轨变高轨,需增大速度,稳定在高轨道上时速度比在低轨道小.(2)由高轨变低轨,需减小速度,稳定在低轨道上时速度比在高轨道大.4.宇宙速度(1)第一宇宙速度:推导过程为:由 mg==得:v1===7
9 km/s
第一宇宙速度是人造地球卫星的最大环绕速度,也是人造地球卫星的最小发射速度.(2)第二宇宙速度:v2=11
2 km/s,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度.(3)第三宇宙速度:v3=16
7 km/s,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.题型洞察一
题型研究一:行星或卫星的圆周运动(一)真题再现1
(2018·全国卷 I ·T20) 2017 年,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波
根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并前约 100 s 时,它们相距约 400 km,绕二者连线上的某点每秒转动 12 圈
将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体,由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识,可以估算出这一时刻两颗中子星( )A