07 万有引力与航天-2023年老高考物理普通高中学业水平等级性考试总复习大纲

云达一甲教育斗技有限么司 七万有引力与航天 91.开普勒行星运动定佛达一甲教育科技有限么 北京宏达一平教育 开普勒第一定律 开普勒第二定律 开普勒第三定律 所有行星绕太阳运动的轨 对任一行星而言，它与太 所有行星轨道半长轴的 容 道都是椭圆，太阳处在 阳的连线在相等的时间内 三次方跟它公转周期T 椭圆的一个焦点上 扫过相等的面积 的二次方的比值都相等 行星司 轨道 行星 行星 S1=S2 a 式或图解 太阳 7 太阳 太阳 ·不仅适用于椭圆轨道，也 适用于圆轨道； ·不仅适用绕太阳运行的行 若行星绕太阳运动的轨 行星离太阳近时运行的速 星，也适用绕行星运动的 鬍 道为圆轨道，太阳处在 度比较大，离太阳远时 卫星； 运行的速度比较小，即 元=k中的k是一个与 信技有司 行星不是绕太阳做匀速率 环绕天体无关的常量，只 运动 与中心天体的质量有关； 云达 ·中心天体不同时不能用此 甲教弯科技有限公司 式比较环绕天体的运行 参数 怎么考太阳系各行星几乎在同一平面内绕太阳做圆周运动。地球恰好运行到某地 外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。轨道 半径越大的行星周期越长，地外行星的周期都比地球的周期长，地球不断超越地 外行星，每超越一次就发生一次冲日。试计算木星相邻两次冲日的时间间隔；表中哪 颗地外行星相邻两次冲日的时间间隔最短？ 运达一甲铁育科技有限公司 万有引力与航天·物理 ·61· 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径RUAU 1.5 5.2 9.5 19 30 玖简 行星相邻两次冲日的时间间隔就是地球比该行星多运动一周的时间。设行星相邻两次冲甘的时 R R 同同隔为，有行云。1眼被开普到第三定律有行 ,联立以上两式可得t= T ,代入数 1- VR码 据后可得木星相邻两次冲日的时间间隔：=1.1年。海王星的轨道半径最大，因此海王星相邻两次冲分 日的时间间隔最短。 北京宏达一教育技有 92.万有引力定律 ·内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大 小与物体的质量m,和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方 达一成反比 o ·表达式： F=G mim ,式中G是比例系数，叫作引力常量，计算时通常取G= 6.67×10-1N·m2/kg2。 ·公式的适用条件：①适用于两质点间的相互作用。当两个物体间的距离远远大于物 体本身的大小时，物体可视为质点。 ②适用于质量分布均匀的球体之间的相互作用，r是两球心间的距离。 京宏达 教材回读①阅读教材中万有引力推导过程的有关内容·，试推导万有引力定律的 公式。 将行星运行的轨道近似视为圆形，设质量为m的某行星，以速率"绕质量为M的太阳做匀速圆周运 动，它们之间的距离为。由牛顿第二定律可知，行星所需要的向心力为F="一。将行星的运转周期T 和建率的关系式平代人上式并加以整理，可得F:4(宁门丹。由开普勒第三定律可知，一是常 运达 量，因此F与m成正比，与成反比。行星所需要的向心力由太阳对行星的引力提供。根据牛顿第三 定律可知，行星与太阳间的相互引力应大小相等、方向相反、性质相同，这个引力也应与太阳的质量M 成正比。综上所述，有P=G恤，C为9引力常量，F为万有引力：其方向在两物体的连线上。 ②阅读教材中“月一地检验”的有关内容©，证明月球受到地球的引力与地面上物体 受到地球的引力是同一性质的力。 假设地球与月球间的作用力和太阳与行星间的作用力性质相同，则有下Gm月m生。月球绕地球 2 ①人教必修2P37-38。 ②人教必修2P39~40。 运达一守铁育科技海限公司 万有引力与航天·物理 ·62. 做圆周运动的向心加速度©==G?。假设地球对苹果的吸引力也是同一种力，则苹果在地面 灯 三矿。由月球公转周期273，约物 环附近自由下落时有华==GR。由以上两式可得”=尽：人。 2.36×10s,月地距离3.8×10°m,可以算出a月，又a事=g=9.8m/。,代入数据后计算结果与预期符 合得很好。这表明地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力是同一性 质的力，遵从相同的规律。 93.英国物理学家卡文迪什●通过扭秤实验比较准确地得出了引力常量G的数 值。实验采用了转化法和实验放大法。 执骑 ·将对小球和大球之间万有引力 的测量转化为对金属丝扭转角 平行光 度的测量。 达一甲教育拉技有明么司 ·利用横杆与光学仪器，将对金属 转化法 刻度尺 丝扭转角度的测量转化为对光 m m 斑在刻度尺上移动距离的测量。 有，通过光路放大光斑在刻度尺上 实 移动的距离，以提高测量精度。 放大法 北京宏达 94.万有引力与重力的关系（地球表面重力加速度的计算） 北京宏达一甲发言 考虑地球自转 万有引力 忽略地球自转 与重力