专题03万有引力定律及其应用【知识点梳理】一、万有引力定律1
内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,方向在它们的连线上,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
公式:F=,其中G为引力常量,G=6
67×10-11N·m2/kg2.3
适用条件:两个质点之间的相互作用
(1)质量分布均匀的球体间的相互作用,也可用本定律来计算,其中r为两球心间的距离.(2)一个质量分布均匀的球体和球外一个质点之间的万有引力也适用,其中r为_质点到球心间的距离_
二、万有引力定律在天体运动中的应用1
利用万有引力定律解决天体运动的一般思路(1)一个模型:天体(包括卫星)的运动可简化为质点的匀速圆周运动模型.(2)两组公式:G=m=mω2r=m·r=ma;mg=.2
天体质量和密度的计算(1)估算中心天体的质量:①从环绕天体出发:通过观测环绕天体运动的周期T和轨道半径r,就可以求出中心天体的质量M;②从中心天体本身出发:只要知道中心天体表面的重力加速度g和半径R,就可以求出中心天体的质量M.(2)设天体表面的重力加速度为g,天体半径为R,则mg=G,即g=.三、卫星的在轨运行和变轨问题(1)圆轨道上的稳定运行:G=m=mrω2=mr2(2)变轨运行分析:当卫星由于某种原因速度v突然改变时,受到的万有引力G和需要的向心力m不再相等,卫星将偏离原轨道运动.当G>m时,卫星做近心运动,其轨道半径r变小,由于万有引力做正功,因而速度越来越大;反之,当G<m时,卫星做离心运动,其轨道半径r变大,由于万有引力做负功,因而速度越来越小.(3)两种卫星的轨道平面一定通过地球的球心
四、三种宇宙速度做一做1
小行星绕恒星运动,恒星均匀地向四周辐射能量,质量缓慢减小,可认为小行星绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动,则经过足够长的时间后,小行星运动的()A.半径变大B.速率变大C