第七章 万有引力与宇宙航行 知识点清单-2025-2026学年高一寒假物理假期作业

2025-2026学年高一寒假物理假期作业 必修第二册 第七章《万有引力与宇宙航行》（知识点清单）答案 第一节　行星的运动 1．椭圆　椭圆的一个焦点　2.面积　3.半长轴的三次方　公转周期的二次方 第二节　万有引力定律 一、1．匀速圆周运动　引力　2.　 二、2.　3.同一性质 三、1．连线　质量的乘积　距离的二次方　2.F＝G 3．6.67×10－11 N·m2/kg2　卡文迪许 第三节　万有引力理论的成就 一、1．椭球　2.平衡　向心力　重力　向心力　垂直指向地轴　3.减小　减小　大　小 二、海王　哈雷 三、(1)周期　距离　(2)表面重力加速度 第四节　宇宙航行 一、1．(1)匀速圆周　地球对航天器的引力　地球半径R　　　 (2)环绕　2.11.2 km/s　太阳　逃逸 3．16.7 km/s　太阳 二、1．通信　2.静止　赤道　赤道　一定 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高一寒假物理假期作业 必修第二册 第七章《万有引力与宇宙航行》（知识点清单） 第一节　行星的运动 一、从地心说到日心说 1．地心说 认为地球是静止不动的，位于宇宙中心，太阳、月亮以及其他行星都绕着地球运动。代表天文学家托勒密。 2．日心说 太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都围绕太阳运动。代表天文学家哥白尼。 二、开普勒定律 1．开普勒第一定律：所有行星围绕太阳运行的轨道都是________，太阳处在__________上． 2．开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的________． 3．开普勒第三定律：所有行星的轨道________________________与它____________________之比都相等．其表达式为＝k，其中r表示椭圆的半长轴，T表示行星的公转周期，比值k是一个与行星无关而与太阳有关的常量． 定律 内容 公式或图示 开普勒第一定律 所有行星围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 对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积 开普勒第三定律 所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方之比都相等 公式：＝k，k是一个对所有行星都相同的常量 第二节　万有引力定律 一、行星绕日运动原因的探索 1．英国天文学家雷恩和哈雷把行星沿椭圆轨道的运动简化为_________________________，太阳对行星的________就是行星绕太阳运动的向心力． 2．若行星的质量为m，行星到太阳的距离为r，行星绕太阳公转的周期为T，则太阳对行星的引力F引＝________________，结合＝k，可知F引＝4π2k，即F引∝________. 二、万有引力定律的发现 1．行星与太阳的引力在本质上和太阳与行星的引力地位完全相当，即F引′∝. 2．太阳与行星间的引力：根据牛顿第三定律F引＝F引′，所以有F引＝F引′∝________. 3．牛顿通过思想实验与数学推导，证明了月球受到的引力与地面上的重力是______________的力，进而把引力推广到所有行星，乃至所有物体之间． 三、万有引力定律的表达式 1．内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的．两个物体间引力的方向在它们的________上．引力的大小与它们________________成正比，与它们之间________________成反比． 2．表达式：________________. 3．G称为引力常量，G＝________________，由英国科学家________________利用扭秤实验装置测出． 4．适用条件：适用于质点间的相互作用． 四、太阳对行星的引力 (1)推导： (2)结论 太阳对不同行星的引力，与行星的质量m成正比，与行星和太阳间距离r的二次方成反比。 （3）行星对太阳的引力 （4）行星与太阳间的引力 第三节　万有引力理论的成就 一、预测地球的形状 1．由于地球自转使地球呈________状． 2．万有引力的两大作用效果：一方面是在竖直方向上与物体受到的拉力________，另一方面是提供物体随地球一起自转的________．分力F1＝FT，即为________，分力F2＝mω2Rcos θ，是物体随地球自转所需的____________，其方向________________________． 3．当物体从两极移向赤道时，重力________，重力加速度g____________，由于地球呈两极略扁的椭球状，物体在两极时受到的引力比在赤道时__________，从而造成物体从两极移向赤道时所受重力变____________． 二、预测未知天体 ________星的发现，以及英国天文学家______根据万有引力定律预言的哈雷彗星“按时回归”，确立了万有引力定律的地位，充分显示了科学理论对实践的巨大指导作用． 三、估算天体的质量 （1）“自力更生法”：若已知天体（如地球）的半径 和表面的重力加速度 ，根据物体所受的重力近似等于天体对物体的引力，得 ，解得天体质量 。因 、 是天体自身的参量，故称“自力更生法”。 （2）“借助外援法”：借助绕中心天体（如地球）做圆周运动的行星或卫星的运动周期 和轨道半径 计算中心天体的质量，依据是万有引力提供行星或卫星做圆周运动的向心力。 常见的情况如下： 万有引力提供向心力 中心天体的质量 说明 为行星或卫星的轨道半径， 、 、 为行星或卫星的线速度、角速度和周期 第四节　宇宙航行 一、宇宙速度 1．第一宇宙速度 (1)第一宇宙速度的推导： 已知地球质量M和半径R，航天器在地面附近绕地球的运动可视为________________运动，________________________________提供航天器做圆周运动所需的向心力，轨道半径r近似认为等于________________，由____________＝m，可得v＝ ________. (2)定义：航天器在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度7.9 km/s称为第一宇宙速度，也叫________速度． 2．第二宇宙速度 当发射速度大于等于________时，航天器会挣脱地球的引力绕________运动或飞向其他行星，人们将v＝11.2 km/s称为第二宇宙速度，又叫________速度． 3．第三宇宙速度 当发射速度大于等于________时，航天器会挣脱________的引力，飞出太阳系，这一速度称为第三宇宙速度． 二、人造卫星 1．常见卫星按用途分类：常见卫星有__________卫星、测地卫星、气象卫星、科学卫星等． 2．北斗卫星导航系统由5颗________轨道和30颗非静止轨道卫星组网而成的全球卫星导航系统．静止轨道卫星又称为同步卫星，其轨道平面与________平面重合，并且位于________上空________高度上． 3.近地卫星、同步卫星和赤道上物体 （1）轨道半径：近地卫星与赤道上物体的轨道半径相同，均等于地球半径，同步卫星的轨道半径较大。 （2）运行周期：同步卫星与赤道上物体的运行周期相同，由 可知，近地卫星的周期小于同步卫星的周期。 （3）向心加速度：由 知，同步卫星的加速度小于近地卫星的加速度。由 知，同步卫星的加速度大于赤道上物体的加速度。 （4）向心力：近地卫星和同步卫星都只受万有引力作用，由万有引力提供向心力，满足由万有引力提供向心力的天体的运行规律。赤道上的物体由万有引力和地面支持力的合力提供向心力，它的运动规律不同于卫星的运动规律。 4.地球同步卫星 （1）概念：相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星，叫作地球同步卫星。 （2）特点 ①确定的转动方向：和地球自转方向一致。 ②确定的周期：和地球自转周期相同，即 。 ③确定的角速度：等于地球自转的角速度。 ④确定的轨道平面：所有的同步卫星都在赤道的正上方，其轨道平面必须与赤道平面重合。 ⑤确定的高度：离地面高度固定不变 。 ⑥确定的环绕速率：线速度大小一定 。 5.运行参量 （1）由 得 ， 越大，轨道半径越大，线速度越小。 （2）由 得 ， 越大，轨道半径越大，角速度越小。 （3）由 得 ， 越大，轨道半径越大，周期越大。 （4）由 得 ， 越大，轨道半径越大，向心加速度越小。 学科网（北京）股份有限公司 $