高中必修二物理万有引力与航天知识点
高中必修二物理万有引力与航天知识点
对于高中物理知识来说，万有引力与现阶段的航天航空紧密结合，成为了现阶段高考的热点问题，下面学习啦小编给大家带来高中物理万有引力与航天知识点，希望对你有帮助。
高中物理万有引力与航天知识点(一)
开普勒行星运动定律
(1)、所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
(2)、对于每一颗行星，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。
(3)、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。
万有引力定律
1.内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比.
2.公式：F=Gr2m1m2，其中G=6.67×10-11 N·m2/kg2，称为引力常量.
3.适用条件：严格地说公式只适用于质点间的相互作用，当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也可近似使用，但此时r应为两物体重心间的距离.对于均匀的球体，r是两球心间的距离.
高中物理万有引力与航天知识点(二)
万有引力定律的应用
1.解决天体(卫星)运动问题的基本思路
(1)把天体(或人造卫星)的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供，关系式：
Gr2Mm=mrv2=mω2r=mT2π2r.
(2)在地球表面或地面附近的物体所受的重力等于地球对物体的万有引力，即mg=GR2Mm，gR2=GM.
2.天体质量和密度的估算
通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T，轨道半径r，由万有引力等于向心力，即Gr2Mm=mT24π2r，得出天体质量M=GT24π2r3.
(1)若已知天体的半径R，则天体的密度
ρ=VM=πR34=GT2R33πr3
(2)若天体的卫星环绕天体表面运动，其轨道半径r等于天体半径R，则天体密度ρ=GT23π
可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的周期，就可求得天体的密度.
3.人造卫星
(1)研究人造卫星的基本方法
看成匀速圆周运动，其所需的向心力由万有引力提供.Gr2Mm=mrv2=mrω2=mrT24π2=ma向.
(2)卫星的线速度、角速度、周期与半径的关系
①由Gr2Mm=mrv2得v=rGM，故r越大，v越小.
②由Gr2Mm=mrω2得ω=r3GM，故r越大，ω越小.
③由Gr2Mm=mrT24π2得T=GM4π2r3，故r越大，T越大
(3)人造卫星的超重与失重
①人造卫星在发射升空时，有一段加速运动;在返回地面时，有一段减速运动，这两个过程加速度方向均向上，因而都是超重状态.
②人造卫星在沿圆轨道运动时，由于万有引力提供向心力，所以处于完全失重状态.在这种情况下凡是与重力有关的力学现象都会停止发生.
(4)三种宇宙速度
①第一宇宙速度(环绕速度)v1=7.9 km/s.
这是卫星绕地球做圆周运动的最大速度，也是卫星的最小发射速度.若7.9 km/s≤v<11.2 km/s，物体绕地球运行.
②第二宇宙速度(脱离速度)v2=11.2 km/s.
这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度.若11.2 km/s≤v<16.7 km/s，物体绕太阳运行.
③第三宇宙速度(逃逸速度)v3=16.7 km/s这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.若v≥16.7 km/s，物体将脱离太阳系在宇宙空间运行.
题型：
1.求星球表面的重力加速度
在星球表面处万有引力等于或近似等于重力，则：GR2Mm=mg，所以g=R2GM(R为星球半径，M为星球质量).由此推得两个不同天体表面重力加速度的关系为：g2g1=R12R22·M2M1.
2.求某高度处的重力加速度
若设离星球表面高h处的重力加速度为gh，则：G(R+h)2Mm=mgh，所以gh=(R+h)2GM，可见随高度的增加重力加速度逐渐减小.ggh=(R+h)2R2.
3.近地卫星与同步卫星
(1)近地卫星其轨道半径r近似地等于地球半径R，其运动速度v=RGM==7.9 km/s，是所有卫星的最大绕行速度;运行周期T=85 min，是所有卫星的最小周期;向心加速度a=g=9.8 m/s2是所有卫星的最大加速度.
(2)地球同步卫星的五个“一定”
①周期一定T=24 h. ②距离地球表面的高度(h)一定③线速度(v)一定④角速度(ω)一定
⑤向心加速度(a)一定
高中物理必修二知识点
曲线运动
1.曲线运动的特征
(1)曲线运动的轨迹是曲线。
(2)由于运动的速度方向总沿轨迹的切线方向，又由于曲线运动的轨迹是曲线，所以曲线运动的速度方向时刻变化。即使其速度大小保持恒定，由于其方向不断变化，所以说：曲线运动一定是变速运动。
(3)由于曲线运动的速度一定是变化的，至少其方向总是不断变化的，所以，做曲线运动的物体的中速度必不为零，所受到的合外力必不为零，必定有加速度。(注意：合外力为零只有两种状态：静止和匀速直线运动。)
曲线运动速度方向一定变化，曲线运动一定是变速运动，反之，变速运动不一定是曲线运动。
2.物体做曲线运动的条件
(1)从动力学角度看：物体所受合外力方向跟它的速度方向不在同一条直线上。
(2)从运动学角度看：物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一条直线上。
3.匀变速运动： 加速度(大小和方向)不变的运动。
也可以说是：合外力不变的运动。
4曲线运动的合力、轨迹、速度之间的关系
(1)轨迹特点：轨迹在速度方向和合力方向之间，且向合力方向一侧弯曲。
(2)合力的效果：合力沿切线方向的分力F2改变速度的大小，沿径向的分力F1改变速度的方向。
①当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率将增大。
②当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率将减小。
③当合力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变。(举例：匀速圆周运动)
运动的合成与分解
1、运动的合成：从已知的分运动来求合运动，叫做运动的合成，包括位移、速度和加速度的合成，由于它们都是矢量，所以遵循平行四边形定则。运动合成重点是判断合运动和分运动，一般地，物体的实际运动就是合运动。
2、运动的分解：求一个已知运动的分运动，叫运动的分解，解题时应按实际“效果”分解，或正交分解。
3、合运动与分运动的关系：
⑴运动的等效性(合运动和分运动是等效替代关系，不能并存);⑵等时性：合运动所需时间和对应的每个分运动时间相等
⑶独立性：一个物体可以同时参与几个不同的分运动，物体在任何一个方向的运动，都按其本身的规律进行，不会因为其它方向的运动是否存在而受到影响。
⑷运动的矢量性(加速度、速度、位移都是矢量，其合成和分解遵循平行四边形定则。)
4、运动的性质和轨迹
⑴物体运动的性质由加速度决定(加速度为零时物体静止或做匀速运动;加速度恒定时物体做匀变速运动;加速度变化时物体做变加速运动)。⑵物体运动的轨迹(直线还是曲线)则由物体的速度和加速度的方向关系决定(速度与加速度方向在同一条直线上时物体做直线运动;速度和加速度方向成角度时物体做曲线运动)。常见的类型有：
(1)a=0：匀速直线运动或静止。(2)a恒定：性质为匀变速运动，分为：①v、a同向，匀加速直线运动;②v、a反向，匀减速直线运动;
③v、a成角度，匀变速曲线运动(轨迹在v、a之间，和速度v的方向相切，方向逐渐向a的方向接近，但不可能达到。)(3)a变化：性质为变加速运动。如简谐运动，加速度大小、方向都随时间变化。具体如：
①两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动。
②一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动，当两者共线时为匀变速直线运动，不共线时为匀变速曲线运动。
③两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速运动，若合初速度方向与合加速度方向在同一条直线上时，则是直线运动，若合初速度方向与合加速度方向不在一条直线上时，则是曲线运动。
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