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2019-2020年高三物理綜合復(fù)習(xí) 萬有引力與航天學(xué)案 新人教版 知識(shí)點(diǎn)回顧 1．“地心說”和“日心說”的發(fā)展過程：“地心說“代表—托勒密； “日心說”代表—哥白尼 2．開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律　 (1)開普勒第一定律 行星運(yùn)動(dòng)的軌道不是正圓，行星與太陽的距離一直在變。有時(shí)遠(yuǎn)離太陽，有時(shí)靠近太陽。它的速度的大小、方向時(shí)刻在改變。示意圖如下： 所有的行星圍繞太陽運(yùn)行的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，這就是開普勒第一定律。 (2)開普勒第二定律 對于任意一個(gè)行星而言，太陽和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。 根據(jù)開普勒第二定律可得，行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率較小，在近日點(diǎn)的速率較大。 (3)開普勒第三定律 所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，這是開普勒第三定律。 每個(gè)行星的橢圓軌道只有一個(gè)，但是它們運(yùn)動(dòng)的軌道的半長軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平方的比值是相等的。我們用R表示橢圓的半長軸，T代表公轉(zhuǎn)周期，表達(dá)式可為 顯然k是一個(gè)與行星本身無關(guān)的量，只與中心體有關(guān)。開普勒第三定律對所有行星都適用。對于同一顆行星的衛(wèi)星，也符合這個(gè)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 3、萬有引力定律 (1)定律的推導(dǎo)。 （2）定律的內(nèi)容： 自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。 （3）定律的公式： 如果用m1和m2表示兩個(gè)物體的質(zhì)量，用r表示它們的距離，那么萬有引力定律可以用下面的公式來表示 （4）說明： ①萬有引力定律的適用條件：萬有引力定律中的物體是對質(zhì)點(diǎn)而言，不能隨意應(yīng)用于一般物體。 對于相距很遠(yuǎn)因而可以看作質(zhì)點(diǎn)的物體，公式中的r 就是指兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離；對均勻的球體，可以看成是質(zhì)量集中于球心上的質(zhì)點(diǎn)，這是一種等效的簡化處理方法。 思考：在公式中，當(dāng)r→0時(shí)，F(xiàn)→∞是否有意義？ ②．萬有引力的普遍性：任何客觀存在的有質(zhì)量的物體之間都存在著這種相互吸引的力。 ③．萬有引力的相互性：兩物體間相互作用的引力，是一對作用力和反作用力。引力的方向在兩質(zhì)點(diǎn)的連線上。 ④．G為引力常量，適用于任何兩個(gè)物體，在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是1kg的物體相距1m時(shí)的相互作用力，其數(shù)值與單位制有關(guān)。在SI制中，G＝6.6710－11Nm2/kg2，這個(gè)引力常量的出現(xiàn)要比萬有引力定律晚一百多年哪！是英國的物理學(xué)家卡文迪許測出來的。在運(yùn)用萬有引力定律計(jì)算時(shí)，公式中各量的單位須統(tǒng)一使用國際單位制。 ⑤．行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)所需的向心力就是太陽對行星的引力，衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)所需的向心力就是行星對衛(wèi)星的引力。 4、萬有引力理論的成就 （1）計(jì)算天體的質(zhì)量：① ② （2）計(jì)算天體的密度：天體的密度，若繞行的天體靠近中心天體表面運(yùn)行，則可以認(rèn)為r=R,則此時(shí) （3）發(fā)現(xiàn)未知天體：海王星和冥王星 5、宇宙航行 （1）天體運(yùn)動(dòng)的研究：天體運(yùn)動(dòng)可看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)——其所受引力全部提供天體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力。由F引= F心得： 討論：（1）由可得： r越大，V越小。 （2）由可得： r越大，ω越小。 （3）由可得： r越大，T越大。 （4）由可得： r越大，a向越小。 （2）地球同步衛(wèi)星: ①定周期：T=24h ②定軌道平面：地球同步衛(wèi)星的軌道平面均在赤道平面內(nèi) ③定高度（離地面高度36000km）④定速度（運(yùn)轉(zhuǎn)速度均為3.1103m/s）⑤定點(diǎn)（每顆同步衛(wèi)星都定點(diǎn)在世界衛(wèi)星組織規(guī)定的位置上）。 （3）宇宙速度：第一宇宙速度：v1 =7.9km/s 第二宇宙速度：v2 = 11.2km/s 第三宇宙速度：v3 =16.7km/s 6、經(jīng)典力學(xué)的局限性 經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：宏觀、低速和弱力情況。