高中必修二物理萬有引力與航天知識點

　　對於高中物理知識來說，萬有引力與現階段的航天航空緊密結合，成為了現階段高考的熱點問題，下面小編給大家帶來高中物理萬有引力與航天知識點，希望對你有幫助。

　　高中物理萬有引力與航天知識點***一***

　　開普勒行星運動定律

　　***1***、所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上。

　　***2***、對於每一顆行星，太陽和行星的聯線在相等的時間內掃過相等的面積。

　　***3***、所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉週期的二次方的比值都相等。

　　萬有引力定律

　　1.內容：宇宙間的一切物體都是互相吸引的，兩個物體間的引力大小，跟它們的質量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比.

　　2.公式：F=Gr2m1m2，其中G=6.67×10-11 N·m2/kg2，稱為引力常量.

　　3.適用條件：嚴格地說公式只適用於質點間的相互作用，當兩個物體間的距離遠遠大於物體本身的大小時，公式也可近似使用，但此時r應為兩物體重心間的距離.對於均勻的球體，r是兩球心間的距離.

　　高中物理萬有引力與航天知識點***二***

　　萬有引力定律的應用

　　1.解決天體***衛星***運動問題的基本思路

　　***1***把天體***或人造衛星***的運動看成是勻速圓周運動，其所需向心力由萬有引力提供，關係式：

　　Gr2Mm=mrv2=mω2r=mT2π2r.

　　***2***在地球表面或地面附近的物體所受的重力等於地球對物體的萬有引力，即mg=GR2Mm，gR2=GM.

　　2.天體質量和密度的估算

　　通過觀察衛星繞天體做勻速圓周運動的週期T，軌道半徑r，由萬有引力等於向心力，即Gr2Mm=mT24π2r，得出天體質量M=GT24π2r3.

　　***1***若已知天體的半徑R，則天體的密度

　　ρ=VM=πR34=GT2R33πr3

　　***2***若天體的衛星環繞天體表面運動，其軌道半徑r等於天體半徑R，則天體密度ρ=GT23π

　　可見，只要測出衛星環繞天體表面運動的週期，就可求得天體的密度.

　　3.人造衛星

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　　看成勻速圓周運動，其所需的向心力由萬有引力提供.Gr2Mm=mrv2=mrω2=mrT24π2=ma向.

　　***2***衛星的線速度、角速度、週期與半徑的關係

　　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***人造衛星的超重與失重

　　①人造衛星在發射升空時，有一段加速運動;在返回地面時，有一段減速運動，這兩個過程加速度方向均向上，因而都是超重狀態.

　　②人造衛星在沿圓軌道運動時，由於萬有引力提供向心力，所以處於完全失重狀態.在這種情況下凡是與重力有關的力學現象都會停止發生.

　　***4***三種宇宙速度

　　①第一宇宙速度***環繞速度***v1=7.9 km/s.

　　這是衛星繞地球做圓周運動的最大速度，也是衛星的最小發射速度.若7.9 km/s≤v<11.2 km/s，物體繞地球執行.

　　②第二宇宙速度***脫離速度***v2=11.2 km/s.

　　這是物體掙脫地球引力束縛的最小發射速度.若11.2 km/s≤v<16.7 km/s，物體繞太陽執行.

　　③第三宇宙速度***逃逸速度***v3=16.7 km/s這是物體掙脫太陽引力束縛的最小發射速度.若v≥16.7 km/s，物體將脫離太陽系在宇宙空間執行.

　　題型：

　　1.求星球表面的重力加速度

　　在星球表面處萬有引力等於或近似等於重力，則：GR2Mm=mg，所以g=R2GM***R為星球半徑，M為星球質量***.由此推得兩個不同天體表面重力加速度的關係為：g2g1=R12R22·M2M1.

　　2.求某高度處的重力加速度

　　若設離星球表面高h處的重力加速度為gh，則：G***R+h***2Mm=mgh，所以gh=***R+h***2GM，可見隨高度的增加重力加速度逐漸減小.ggh=***R+h***2R2.

　　3.近地衛星與同步衛星

　　***1***近地衛星其軌道半徑r近似地等於地球半徑R，其運動速度v=RGM==7.9 km/s，是所有衛星的最大繞行速度;執行週期T=85 min，是所有衛星的最小週期;向心加速度a=g=9.8 m/s2是所有衛星的最大加速度.

　　***2***地球同步衛星的五個“一定”

　　①週期一定T=24 h. ②距離地球表面的高度***h***一定③線速度***v***一定④角速度***ω***一定

　　⑤向心加速度***a***一定

　　高中物理必修二知識點

　　曲線運動

　　1.曲線運動的特徵

　　***1***曲線運動的軌跡是曲線。

　　***2***由於運動的速度方向總沿軌跡的切線方向，又由於曲線運動的軌跡是曲線，所以曲線運動的速度方向時刻變化。即使其速度大小保持恆定，由於其方向不斷變化，所以說：曲線運動一定是變速運動。

　　***3***由於曲線運動的速度一定是變化的，至少其方向總是不斷變化的，所以，做曲線運動的物體的中速度必不為零，所受到的合外力必不為零，必定有加速度。***注意：合外力為零隻有兩種狀態：靜止和勻速直線運動。***

　　曲線運動速度方向一定變化，曲線運動一定是變速運動，反之，變速運動不一定是曲線運動。

　　2.物體做曲線運動的條件

　　***1***從動力學角度看：物體所受合外力方向跟它的速度方向不在同一條直線上。

　　***2***從運動學角度看：物體的加速度方向跟它的速度方向不在同一條直線上。

　　3.勻變速運動： 加速度***大小和方向***不變的運動。

　　也可以說是：合外力不變的運動。

　　4曲線運動的合力、軌跡、速度之間的關係

　　***1***軌跡特點：軌跡在速度方向和合力方向之間，且向合力方向一側彎曲。

　　***2***合力的效果：合力沿切線方向的分力F2改變速度的大小，沿徑向的分力F1改變速度的方向。

　　①當合力方向與速度方向的夾角為銳角時，物體的速率將增大。

　　②當合力方向與速度方向的夾角為鈍角時，物體的速率將減小。

　　③當合力方向與速度方向垂直時，物體的速率不變。***舉例：勻速圓周運動***

　　運動的合成與分解

　　1、運動的合成：從已知的分運動來求合運動，叫做運動的合成，包括位移、速度和加速度的合成，由於它們都是向量，所以遵循平行四邊形定則。運動合成重點是判斷合運動和分運動，一般地，物體的實際運動就是合運動。

　　2、運動的分解：求一個已知運動的分運動，叫運動的分解，解題時應按實際“效果”分解，或正交分解。

　　3、合運動與分運動的關係：

　　⑴運動的等效性***合運動和分運動是等效替代關係，不能並存***;⑵等時性：合運動所需時間和對應的每個分運動時間相等

　　⑶獨立性：一個物體可以同時參與幾個不同的分運動，物體在任何一個方向的運動，都按其本身的規律進行，不會因為其它方向的運動是否存在而受到影響。

　　⑷運動的向量性***加速度、速度、位移都是向量，其合成和分解遵循平行四邊形定則。***

　　4、運動的性質和軌跡

　　⑴物體運動的性質由加速度決定***加速度為零時物體靜止或做勻速運動;加速度恆定時物體做勻變速運動;加速度變化時物體做變加速運動***。⑵物體運動的軌跡***直線還是曲線***則由物體的速度和加速度的方向關係決定***速度與加速度方向在同一條直線上時物體做直線運動;速度和加速度方向成角度時物體做曲線運動***。常見的型別有：

　　***1***a=0：勻速直線運動或靜止。***2***a恆定：性質為勻變速運動，分為：①v、a同向，勻加速直線運動;②v、a反向，勻減速直線運動;

　　③v、a成角度，勻變速曲線運動***軌跡在v、a之間，和速度v的方向相切，方向逐漸向a的方向接近，但不可能達到。******3***a變化：性質為變加速運動。如簡諧運動，加速度大小、方向都隨時間變化。具體如：

　　①兩個勻速直線運動的合運動一定是勻速直線運動。

　　②一個勻速直線運動和一個勻變速直線運動的合運動仍然是勻變速運動，當兩者共線時為勻變速直線運動，不共線時為勻變速曲線運動。

　　③兩個勻變速直線運動的合運動一定是勻變速運動，若合初速度方向與合加速度方向在同一條直線上時，則是直線運動，若合初速度方向與合加速度方向不在一條直線上時，則是曲線運動。

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