高考物理 专题5 万有引力定律（含解析）VIP免费

专题5万有引力定律【年高考命题预测】万有引力与航天在历年各地的高考试卷命题中必不可少，但是本考点知识内容较少，所以备考中容易掌握。但是由于我国航天事业的突飞猛进，命题素材可以说是层出不穷，素材多命题越来越灵活，考察形式已经不再是简单的卫星线速度角速度周期的问题，而且涉及到其他天体运动与地球太阳月亮的运动关系或者同步卫星地球关系的类比而估算其他天体的质量周期等，其中隐含有同步卫星周期，月球绕地球运动周期和地球绕太阳运行周期等常识问题。纵观年全国各地高考试卷关于该考点的考察，对于通过万有引力定律找到重力加速度，从而根据重力加速度分析其他运动过程的问题，把万有引力定律和自由落体运动和单摆运动联系起来是一个命题方向，还有根据天体运动的线速度，轨道半径和周能势能联系起来也是考察的一个亮点。天体密度的计算，同一中心天体不同环绕天体之间的追击相遇问题也都是一个考察的要点。年高考命题基本考点仍然会结合万有引力定律和圆周运动，分析卫星运动或者天体运动，借助航天科技的最近进展比如嫦娥登月等其他的航天事件为载体。需要在复习备考过程中着重于天体运动基本规律的总结，比如线速度、角速度、周期的表达式，近地卫星的周期和中心天体密度的关系，重力加速度的表达式，还有三大宇宙速度的关系以及黄金代换公式。【年高考考点定位】高考试题的考察集中于以下几点：1.物理学史中关于对天体运动认识的考察，对于开普勒三大定律的考察。2.结合万有引力定律的公式对中心天体和环绕天体之间由于万有引力而做匀速圆周运动的考察。3.绕同一个中心天体的各个环绕天体之间追击相遇问题的考察。4.根据表面卫星的运动对未知天体的探究，包括未知天体的密度，未知天体表面的重力加速度等。5.根据地球公转和自转周期与其他星体的运动相类比的估算类问题。【考点pk】名师考点透析考点一、开普勒三大定律【名师点睛】1.内容：开普勒第一定律：所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。开普勒第二定律：对任意一个行星的运动来说，它与太阳的连线在任意相等时间内扫过的面积相等。所有行星轨道半长轴的三次方与公转周期二次方的比值都相等，即，的取值与中心天体有关，与其他无关。2.虽然开普勒第二定律是关于行星绕太阳运动的描述，但是对于只收到万有引力的卫星，导弹在地球表面的运动也同样适用，另外所有的卫星绕中心天体的圆周运动也都适用，因为圆周就是一个特殊的半长轴等于半短轴的椭圆。3.物理学史：关于行星运动的三大定律是开普勒提出的万有引力定律是牛顿提出的万有引力常量是卡文迪许测量的。考点二、万有引力定律【名师点睛】1.内容：自然界中任意两个物体都相互吸引，引力大小跟这两个物体质量的乘积成正比，跟他们距离的平方成反比。公式即：，为引力常量。适用范围：适用于质点之间的相互作用，对于天体运动一般可以看做质点，此时距离为球心之间的距离。2.万有引力提供向心力：卫星和环绕天体的运动分析中，以表示中心天体质量，以表示环绕天体质量，以表示天体之间的距离，则根据万有引力提供向心力有，可得环绕天体或卫星的相信加速度，线速度，周期，角速度。3.万有引力和重力：一般认为万有引力等于重力即，重力加速度。在地球表面一般近似认为，若考虑地球自转，则万有引力的一个分力提重力，另外一个分力提供圆周运动的向心力。在赤道地区，由于两个分力方向一致，所以有，其中周期为地球自转周期。考点三、卫星运动【名师点睛】1.卫星追击相遇：卫星匀速圆周运动，若卫星加速，则使得，卫星做离心运动，轨道半径变大，万有引力做负功，到达更高的轨道做匀速圆周运动，此时轨道半径变大，线速度变小。同理，减速则卫星向心运动，轨道半径变小，线速度变大。两个不同轨道但绕同一个中心天体的卫星设角速度分别为和，则有从某一次相遇到下一次相遇的过程，两个卫星转过的圆心角相差即。2.若卫星沿星球表面做匀速圆周运动周期为，则有轨道半径等于球体半径，则有，整理即。3.三大宇宙速度：第一宇宙速度是卫星脱离地球表面的最小发射速度，即环绕地球表面做匀速圆周运动的线速度，同时也是最大的环绕...