第六章 萬有引力與航天總結

2021-09-14 20:59:02 字數 2291 閱讀 9195

一. 克卜勒行星運動定律

①克卜勒第一定律(軌道定律) 所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓 ,太陽處在橢圓的乙個焦點上。

②克卜勒第二定律(面積定律) 對任意乙個行星來說,它與太陽的連線在相等的時間內掃過面積相等

③克卜勒第三定律(週期定律) 所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉週期平方的比值都相等。

行星軌道按圓處理時的規律

由於大多數行星的軌道十分接近圓,所以在中學階段的研究中可按圓處理。根據克卜勒行星運動定律,行星軌道按圓處理時遵循如下規律:

①大多數行星繞太陽運動的軌道十分接近圓,太陽處在圓心。

② 對某一行星來說,它繞太陽做圓周運動的角速度(或線速度)不變,即行星做勻速圓周運動。

③ 所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉週期的二次方的比值都相等。

二.萬有引力定律

1.自然界中任何兩個物體都相互吸引,引力的大小與物體的質量m1和m2的乘積成正比,與它們之間距離r的二次方成反比,即f=

2.對萬有引力定律的進一步說明

①萬有引力是宇宙間的一種基本的相互作用力,萬有引力定律是乙個非常重要的定律,它適用於宇宙中的一切物體。萬有引力定律的發現,對物理學和天文學的發展具有深遠的影響。

②萬有引力公式只適用於兩質點間的引力的計算,因為對一般物體而言,「兩個物體之間的距離」到底是指物體哪兩部分的距離,無法確定。實際物體當它們之間的距離遠大於它們本身的尺度時,可視為質點。對質量均勻分布的球體,也可以用此公式計算它們之間的引力,其中的距離即兩球心之間的距離。

但是,對於一般物體間的萬有引力,切不可用它們質心間的距離代入上式計算。

③求乙個質點受到多個質點的萬有引力時,可先用萬有引力公式求出各個質點的引力,再求它們的向量和。

④萬有引力公式中g的是比例係數,叫做引力常量,通常取g=6.67×10-11n·m2/kg2。是英國科學家卡文迪許測出的

總結:兩個基本思路

1.萬有引力提供向心力:

2.忽略地球自轉的影響: (,**代換式)

三、測量中心天體的質量和密度

測質量:

1.已知表面重力加速度g和地球半徑r。(,則)一般用於地球

2.已知環繞天體週期t和軌道半徑r。(,則)

3.已知環繞天體的線速度v和軌道半徑r。(,則)

4.已知環繞天體的角速度ω和軌道半徑r(,則)

5.已知環繞天體的線速度v和週期t(,,聯立得)

測密度:(以2為例說明)

已知環繞天體的質量m、週期t、軌道半徑r。中心天體的半徑r,求中心天體的密度ρ

解:由萬有引力充當向心力

則——①

又——②

聯立兩式得:

當r=r時,有

注:r中心天體半徑,r軌道半徑,球體體積公式

四、星球表面重力加速度、軌道重力加速度問題

1.在星球表面:(g為表面重力加速度,r為星球半徑)

2.離地面高h: (為h高處的重力加速度)

聯立得與的關係:

五、衛星繞行的向心加速度、速度、角速度、週期與半徑的關係

1.,則(衛星離地心越遠,向心加速度越小)

2.,則(衛星離地心越遠,它執行的速度越小)

3.,則(衛星離的心越遠,它執行的角速度越小)

4.,則(衛星離的心越遠,它執行的週期越大)

六、三個宇宙速度

① 第一宇宙速度:是衛星在地面附近環繞地球執行的速度,是衛星的最大的軌道速度。設地球半徑為r,地球質量為。根據或,可得。第一宇宙速度是最小發射速度,也是最大環繞速度

② 第二宇宙速度:是使物體掙脫地球引力束縛的最小發射速度,其大小為11.2km/s。

③ 第三宇宙速度:是使物體掙脫太陽引力束縛的最小發射速度,其大小為16.7km/s。

七、同步衛星

①週期:相對於地面靜止的、跟地球自轉同步的人造衛星叫做地球同步衛星,它的主要用途是通訊,又稱通訊衛星。因此,同步衛星的運轉週期等於地球的自轉週期,即t=24h。

②離地高度:設同步衛星的離地高度為h,由,

可得≈ 3.6×106m

③執行速度:同步衛星繞地球做勻速圓周運動的執行速度 3.1km/s 。

④同步衛星的軌道平面與赤道平面重合

八、雙星問題:

在天體運動中,將兩顆彼此相距較近的行星稱為雙星。他們在相互的萬有引力作用下間距保持不變,並沿著半徑不同的同心圓軌道做勻速圓周運動。如果雙星間距為l,質量分別為、,不計其他星球對他們的影響,雙星繞著連線上的一點做圓周運動,所以它們的運動週期是相等的,角速度也是相等的,所以線速度與兩子星的軌道半徑成正比。

由萬有引力定律和牛頓第二定律得:

所以它們的軌道半徑與它們的質量是成反比的。而線速度又與軌道半徑成正比,所以線速度與它們的質量也是成反比的。

第六章萬有引力與航天總結

一.克卜勒行星運動定律 克卜勒第一定律 軌道定律 所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓 太陽處在橢圓的乙個焦點上。克卜勒第二定律 面積定律 對任意乙個行星來說,它與太陽的連線在相等的時間內掃過面積相等 克卜勒第三定律 週期定律 所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉週期平方的比值都相等。行星軌道按圓處...

第六章 萬有引力與航天總結 滬科版

一.克卜勒行星運動定律 克卜勒第一定律 軌道定律 所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓 太陽處在橢圓的乙個焦點上。克卜勒第二定律 面積定律 對任意乙個行星來說,它與太陽的連線在相等的時間內掃過面積相等 克卜勒第三定律 週期定律 所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉週期平方的比值都相等。行星軌道按圓處...

第六章萬有引力與航天章末總結章末檢測

章末總結 要點一萬有引力和重力的關係 宇宙間的一切物體都是相互吸引的,這種相互作用力叫做萬有引力 地面上及地面附近的物體由於地球的吸引而受到的力叫做重力 萬有引力和重力的關係 實際上,地面上物體所受的萬有引力f可以分解為物體所受的重力mg和隨地球自轉而做圓周運動的向心力f 其中f g,f m 2r....