1、高三物理一轮复习万有引力与航天 夏邑高中-汪领峰,天体的基本问题,估算天体的质量和密度,求卫星运行的线速度、角速度、周期、卫星表面的重力加速度等等,卫星的发射、变轨、回收问题,双、三、四星问题,万有引力定律,知识网络图,当前的社会热点问题,星球探测 问题,一.基础知识点,知识点一、万有引力定律及其应用 1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m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的平方成反比。2表达式： G为引力常量：G6.671011 Nm2/kg2。 3适用条件 (1)公式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，
2、物体可视为质点。 (2)质量分布均匀的球体可视为质点，r是两球心间的距离。 知识点二、环绕速度 1第一宇宙速度又叫环绕速度。 2第一宇宙速度是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动时具有的速度。 3第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度，也是人造地球卫星的最小发射速度.,知识点三、第二宇宙速度和第三宇宙速度,1.(多选)如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M，半径为R。下列说法正确的是(BC ),万有引力基本题型,一.解决天体运动问题的中心思想,1.建模：把环绕天体或卫星绕中心天体的运行，理想化为匀速圆周运动.利用F万=Fn列方程求解,2.两条思
3、路： （1）物体在天体表面（不考虑天体的自转）或天体表面附近,（2）.利用环绕天体的运动参量（v、T、n、an）等利用F万=Fn列方程求解,3.常见的几个关系式设中心天体质量M，环绕天体质量m，环绕轨道半径r.,环绕天体的运动参量 v、，T、an 均是轨道半径r的函数.,4卫星的轨道 (1)赤道轨道：卫星的轨道在赤道平面内，同步卫星就是其中的一种。 (2)极地轨道：卫星的轨道过南北两极，即在垂直于赤道的平面内，如极地气象卫星。 (3)其他轨道：除以上两种轨道外的卫星轨道，且轨道平面一定通过地球的球心。 3同步卫星的六个“一定”,类型一、环绕天体运动参量的比较,1.2016年10月17日，我国利
4、用长征二号FY11运载火箭成功将“神舟十一号”载人飞船送入离地面高度约为393km的轨道。已知地球半径约为6400km。若将“神舟十一号”飞船的运行轨道视为圆轨道，则与地球同步卫星相比，“神舟十一号”飞船的( ) A周期大 B角速度小 C线速度大 D向心加速度小,2.如图所示为赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B和地球的同步卫星C的运动示意图，若它们的运动都可视为匀速圆周运动，则比较三个物体的运动情况，以下判断正确的是（ ） A三者的周期关系为TBTC=TA B三者向心加速度大小关系为aAaBaC C三者角速度的大小关系为A=B=C D三者线速度的大小关系为VAVBVC,分析：1.明
5、确各物体向心力的来源，向心力的来源不同，遵循的规律不同.2.同步卫星是比较赤道上的物体和环绕天体的桥梁.,A,2.知环绕天体的运行参量求中心天体的质量M,以上各式只能求解中心天体的质量M 而不能求解环绕天体的质量m.,类型二、中心天体质量和密度的估算,求中心天体的密度,知近地卫星的运行周期T求中心天体的密度,设中心天体质量M、半径R，近地环绕卫星公转周期T，质量m,1.我国“嫦娥二号”月球探测器在绕月球成功运行之后，为进一步探测月球的详细情况，又发射了一颗绕月球表面飞行的科学试验卫星假设卫星绕月球做圆周运动，月球绕地球也做圆周运动，且轨道都在同一平面内已知卫星绕月球运动周期T0，地球表面处的重
6、力加速度g，地球半径R0，月心与地心间的距离r，引力常量G，试求： (1)月球的平均密度 (2)月球绕地球运转的周期T.,分析：（1）求月球的密度：把月球视作中心天体，利用绕月卫星的运动参量求解.,分析：（2）求月球的周期：地球为中心天体，月球为环绕天体.,F万=Fn 和密度公式的搭配应用,黄金代换式的巧妙搭配应用,2.天文学家新发现了太阳系外的一颗行星这颗行星的体积是地球的4.7倍，质量是地球的25倍已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G6.671011Nm2/kg2，由此估算该行星的平均密度约为( ) A1.8103 kg/m3 B5.6103 kg/m3 C1.110
7、4 kg/m3 D2.9104 kg/m3,D,ABD,黄金代换式的应用,5.若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2 ，已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R。由此可知，该行星的半径约为( ),6.如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从北纬60的正上方按图示方向第一次运行到南纬60的正上方时所用时间为1h，则下列说法正确的是( ) A该卫星的运行速度一定大于7.9 km/s B该卫星与同步卫星的运行速度之比为12 C该卫星与同步卫星的运行半径之比为14 D该卫星的机械能一定大于同步卫
8、星的机械能,7.据报道，目前我国正在研制“萤火二号”火星探测器。探测器升空后，先在近地轨道上以线速度v环绕地球飞行，再调整速度进入地火转移轨道，最后再一次调整速度以线速度v在火星表面附近环绕飞行。若认为地球和火星都是质量分布均匀的球体，已知火星与地球的半径之比为12，密度之比为57，设火星与地球表面重力加速度分别为g和g，下列结论正确的是( ),特点：1. 以相同的角速度，绕同一圆心转动。 2.二者间距L=r1+r2. 3.向心力由二者之间的万有引力提供,类型三、双星和多星问题,1.宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至于因万有引力的作用吸引到一起.设二者的质量分别为m和M，两者相距为L，运动情景如图所示.求： (1)双星的轨道半径之比； (2)双星的线速度之比； (3)双星的角速度.,2.银河系的恒星中大约四分之一是双星，某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下饶两者连线上某一点C做匀速圆周运动，由天文观测得其周期为T，S1到C点的距离为R1，S1和S2的距离为R,已知万有引力常量为G，由此可求出S2的质量为（ ）,再见！,
