(完整)高中物理必修二《万有引力与航天》知识提纲.docx

万有引力与航天知识点总结一、人类认识天体运动的历史1、 “地心说 ”的内容及代表人物： 托勒密 （欧多克斯、亚里士多德）2、 “日心说 ”的内容及代表人物： 哥白尼（布鲁诺被烧死、伽利略）二、开普勒行星运动定律的内容开普勒第二定律：v 近 v 远开普勒第三定律： K — 与中心天体质量有关，与环绕星体无关的物理量；必须是同一中心天体的星体a 地 3 = a 火 3 a 水 3 =......才可以列比例，太阳系：T 地 2 T 火 2=T 水 2三、万有引力定律1、内容及其推导：应用了开普勒第三定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律。

3F m42mmR K①r②F = 4π2K FFF ③r 2T 2T 2r 2FM FMm FG Mmr 2r 2r 22、表达式： F Gm 1m 2r 23、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,m2 的乘积成正比，与它们之间的距离r 的二次方成反比。

4.引力常量： G=6.67 ×10-11N/m 2/kg 2，牛顿发现万有引力定律后的 100 多年里， 卡文迪许 在实验室里用扭秤实验测出。

5、适用条件：①适用于两个质点间的万有引力大小的计算。

②对于质量分布均匀的球体，公式中的r 就是它们球心之间的距离 。

③一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用，其中 r 为球心到质点间的距离。

④两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时， 公式也近似的适用， 其中 r 为两物体质心间的距离。

6、推导： GmM4 2R 3GMR 2m2 RT 242T1四、万有引力定律的两个重要推1、在匀球的空腔内任意位置，点受到地壳万有引力的合力零。

2、在匀球体内部距离球心r ，点受到的万有引力就等于半径r 的球体的引力。

五、黄金代若已知星球表面的重力加速度g 和星球半径 R，忽略自的影响，星球物体的万有引力等于物体的重力，有 G Mmmg 所以 MgR2 R2G其中 GM gR2是在有关算中常用到的一个替关系，被称黄金替。

万有引力与航天知识点总结一、人类认识天体运动的历史1、“地心说”的内容及代表人物： 托勒密 （欧多克斯、亚里士多德）2、“日心说”的内容及代表人物： 哥白尼 （布鲁诺被烧死、伽利略） 二、开普勒行星运动定律的内容开普勒第二定律：v v >远近开普勒第三定律：K —与中心天体质量有关，与环绕星体无关的物理量；必须是同一中心天体的星体才可以列比例，太阳系：333222===......a a a T T T 水火地地水火 三、万有引力定律1、内容及其推导：应用了开普勒第三定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律。

K T R =23 ① r T m F 224π= ② 22π4=r m K F 2m F r ∝ F F '= ③ 2r M F ∝' 2r MmF ∝2r Mm G F = 2、表达式：221rm m GF = 3、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,m2的乘积成正比，与它们之间的距离r 的二次方成反比。

4.引力常量：G=6.67×10-11N/m 2/kg 2，牛顿发现万有引力定律后的100多年里，卡文迪许在实验室里用扭秤实验测出。

5、适用条件：①适用于两个质点间的万有引力大小的计算。

②对于质量分布均匀的球体，公式中的r 就是它们球心之间的距离。

③一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用，其中r 为球心到质点间的距离。

④两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也近似的适用，其中r 为两物体质心间的距离。

6、推导：2224mM G m R R T π= ⇒ 3224R GMT π=四、万有引力定律的两个重要推论1、在匀质球层的空腔内任意位置处，质点受到地壳万有引力的合力为零。

2、在匀质球体内部距离球心r 处，质点受到的万有引力就等于半径为r 的球体的引力。

五、黄金代换六、 双星系统两颗质量可以相比的恒星相互绕着旋转的现象，叫双星。

万有引力定律复习提纲一. 万有引力定律：① 内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，弓I 力的大小与物体的质量 m 1和m 2的乘积成正比，与它们之间的距离r 的二次方成反比。

即： m i m 2 其中G =6. 67 x 10「11N ・ m 2/kg 2F G —2-② 适用条件r1.可看成质点的两物体间，r 为两个物体质心间的距离。

2.质量分布均匀两球体间，r 为两球体球心间距离。

③ 运用万有引力与重力的关系：重力是万有引力的一个分力，一般情况下，可认为重力和万有引力相等。

忽略地球自转可得：Mmmg G 击二.重力和地球的万有引力：R1.地球对其表面物体的万有引力产生两个效果： 2(i )物体随地球自转的向心力：F 向=m ・R •( 2 n / T o )，很小。

由于纬度的变化，物体做圆周运动的向心力不断变化，因而表面物体的重力随纬度的变化而变化。

為mg ，所以mg F F 向邺m |RR 24.中心天体质量M 和密度p 的估算： 测量卫星绕天体匀速圆周运动的半径r 和周期T ，由G-再测量天体的半径，得到 p =MV =M ( - n ?F 3) =4n3若卫星绕天体表面圆周运动，则： p =3n / (G ?〒)5 .计算重力加速度GM R 2自转角速度很小，GMmm l R ，所以gR说明：如果有些星球的自转角速度非常大，那么万有引力的向心力分力就会很大，重力就相应减小，就不 能再认为重力等于万有引力了。

如果星球自转速度相当大，使得在它赤道上的物体所受的万有引力恰好等 于该物体随星球自转所需要的向心力，那么这个星球就处于自行崩溃的临界状态了。

在地球的同一纬度处，g 随物体离地面高度的增大而减小，即gGM (R强调：g =G- MR"不仅适用于地球表面，还适用于其它星球表面。

2.绕地球运动的物体所受地球的万有引力充当圆周运动的向心力，万有引力、 即：G- M- m/F 2=m- a 向=mg /. g=a 向=G- M 氏三.天体运动：i.开普勒行星运动规律：(i ) 向心力、重力三力合一。

第六章万有引力与航天知识点总结（MYX ）厂 Mm厂 —Mm F * ——F =G —— r 厂U7 777 F = G^r^, r 是球心距。

厂 3. 引力常量：G=6. 67X10 H N/m7kg 2,牛顿发现万有引力定律后的100多年里，R 文迪许在实验室里用扭 秤实验测出。

4、 适用条件：①万有引力定律公式适用于两个质点间的万有引力大小的计算。

万冇引力是普遍存在的。

② 对于质量分布均匀的球体，公式中的r 就是它们球心之间的距离。

一、 人类认识天体运动的历史1、 “地心说”的内容及代表人物:2、 “日心说”的内容及代表人物: 托勒密 （欧多克斯、业里士多徳） 哥白尼 （布鲁诺被烧死、伽利略）定律内容 图示开普勒第一定律（轨道定所有行星绕太阳运动的轨道都是 ,太阳处在椭圆的一个焦点上. 开普勒任意一个行星，它与太阳的连线在 第二定律 相等的时间内扫过相等的面积.（行 （面积定律） 星离太阳较近时，运行速率比较快）开普勒所有行星的轨道的半长轴的三次方第三定律 （周期定跟它的含转周期的二次方的比值都 相等•奈■ =k ・推论：开普勒第二定律：V 近＞ V 远开普勒第三定律：K —与中心天体质量有关,与环绕星体无关的物理量；必须是同一小心天体的环绕Q 地_ °火_ °水 星体才可以列比例,太阳系： 2 T 2 T 2/地 '火 /水 a -一半长轴或半径,T-一公转周期三、万有引力定律1、内容及其推导：应用了开普勒第三定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律。

4TT 2（开三）牛二） Foe — F = F'（牛三） r2、表达式:③一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用，其中r为球心到质点I'可的距离。

④ 两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也近似的适用，其中r 为两物体 质心间的距离。

四、 万有引力定律的两个重要推论1、 在匀质球层的空腔内任意位置处，质点受到地壳万有引力的合力为零。

万有引力与航天重点知识归纳考点一、万有引力定律 1. 开普勒行星运动定律 （1） 第一定律（轨道定律）：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。

（2） 第二定律（面积定律）：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。

（3） 第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值都相等，表达式：k Ta =23。

其中k 值与太阳有关，与行星无关。

中学阶段对天体运动的处理办法：①把椭圆近似为园，太阳在圆心；②认为v 与ω不变，行星或卫星做匀速圆周运动； ③k TR =23，R ——轨道半径。

2. 万有引力定律 （1） 内容：万有引力F 与m 1m 2成正比，与r 2成反比。

（2） 公式：221rm m G F =，G 叫万有引力常量，2211/1067.6kg m N G ⋅⨯=-。

（3） 适用条件：①严格条件为两个质点；②两个质量分布均匀的球体，r 指两球心间的距离；③一个均匀球体和球外一个质点，r 指质点到球心间的距离。

（4） 两个物体间的万有引力也遵循牛顿第三定律。

3. 万有引力与重力的关系(1) 万有引力对物体的作用效果可以等效为两个力的作用，一个是重力mg ，另一个是物体随地球自转所需的向心力f ，如图所示。

①在赤道上，F=F 向+mg ，即R m R Mm G mg 22ω-=；②在两极F=mg ，即mg R Mm G =2；故纬度越大，重力加速度越大。

由以上分析可知，重力和重力加速度都随纬度的增加而增大。

(2) 物体受到的重力随地面高度的变化而变化。

在地面上，22R GM g mg R Mm G =⇒=；在地球表面高度为h 处：22)()(h R GM g mg h R Mm Gh h +=⇒=+，所以g h R R g h 22)(+=，随高度的增加，重力加速度减小。

考点二、万有引力定律的应用——求天体质量及密度1．T 、r 法：232224)2(GTr M T mr r Mm G ππ=⇒=，再根据32333,34R GT r V M R Vπρρπ=⇒==，当r=R 时，23GT πρ=2．g 、R 法：GgR Mmg RMm G 22=⇒=，再根据GRg VM R V πρρπ43,343=⇒==3．v 、r 法：Grv M r v m r Mm G 222=⇒=4．v 、T 法：G T v M T mr r Mm G r v m r Mm G ππ2)2(,32222=⇒==考点三、星体表面及某高度处的重力加速度1、 星球表面处的重力加速度：在忽略星球自转时，万有引力近似等于重力，则22R GM g mg R Mm G =⇒=。

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=6.67×10-11N·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?ahref="xxxxyangsheng/kesou/"target="_blank">咳嗽煳佬堑幕痉椒?/p>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=7.9km/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7.9km/s≤v<11.2km/s，物体绕地球运行.②第二宇宙速度(脱离速度)v2=11.2km/s.这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度.若11.2km/s≤v<16.7km/s，物体绕太阳运行.③第三宇宙速度(逃逸速度)v3=16.7km/s这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.若v≥16.7km/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==7.9km/s，是所有卫星的最大绕行速度;运行周期T=85min，是所有卫星的最小周期;向心加速度a=g=9.8m/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=24h.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。

万有引力与航天重点规律方法总结一 .三种模型1．匀速圆周运动模型：无论是自然天体 (如地球、月亮 )还是人造天体 (如宇宙飞船、人造卫星 )都可看成质点，围绕中心天体（视为静止）做匀速圆周运动2．双星模型：将两颗彼此距离较近的恒星称为双星 ,它们相互之间的万有引力提供各自转动的向心力。

3.“天体相遇”模型：两天体相遇，实际上是指两天体相距最近。

二.两种学说1.地心说：代表人物是古希腊科学家托勒密2/日心说：代表人物是波兰天文学家哥白尼三.两个定律1.开普勒定律：第一定律（又叫椭圆定律）：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上第二定律（又叫面积定律）：对每一个行星而言，太阳和行星的连线，在相等时间内扫过相同的面积。

第三定律（又叫周期定律）：所有行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴R的三次方跟公转周期 T 的二次方的比值都相等。

3表达式为： R K (K GM k 只与中心天体质量有关的2 2 )T4定值与行星无关2.牛顿万有引力定律1687 年在《自然哲学的数学原理》正式提出万有引力定律⑴ .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连线上,引力的大小跟它们的质量的乘积成正比,跟它们之间的距离的二次方成反比.⑵ .数学表达式 :F 万G Mm2r⑶ . 适用条件 :a. 适用于两个质点或者两个均匀球体之间的相互作用。

（两物体为均匀球体时，r 为两球心间的距离）b.当r0 时，物体不可以处理为质点，不能直接用万有引力公式计算c.认为当r0 时，引力 F的说法是错误的⑷．对定律的理解a.普遍性：任何客观存在的有质量的物体之间都有这种相互作用力b.相互性：两个物体间的万有引力是一对作用力和反作用力，而不是平衡力关系。

c.宏观性：在通常情况下万有引力非常小，只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间 ,它的存在才有实际意义..与所在d.特殊性 :两个物体间的万有引力只与它们本身的质量、它们之间的距离有关空间的性质无关,与周期及有无其它物体无关.（ 5）引力常数G：11 2 2①大小： G6.6710Nm / kg ，由英国科学家卡文迪许利用扭秤测出②意义：表示两个质量均为1kg 的物体，相距为1 米时相互作用力为：116.6710N四.两条思路：即解决天体运动的两种方法m v 2 mr 4 21. 万有引力提供向心力：F万F向即： F 万G Mmma n mr 2r 2rT 22．天体对其表面物体的万有引力近似等于重力：Mm m gGR 2gR 2 （又叫黄金代换式）即 GM注意：gGM2①地面物体的重力加速度：2≈ 9.8m/sR②高空物体的重力加速度：'GM2g( Rh ) 2 9.8m/s'2g③关系 :Rg(Rh) 2五.万有引力定律的应用1.计算天体运动的线速度、角速度、周期、向心加速度。

辽宁省示范性高中瓦房店市第八高级中学高一物理导学案主备人:伦论审核人：姜慎明蔡艳科WFD8G1—WLBX2—FX2高中物理必修二第六章万有引力与航天知识点归纳与重点题型总结一、行星的运动1、开普勒行星运动三大定律①第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。

②第二定律（面积定律）：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。

推论：近日点速度比较快，远日点速度比较慢。

③第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。

即： a3k其中 k 是只与中心天体的质量有关，与做圆周运动的天体的质量无关。

T 2推广：对围绕同一中心天体运动的行星或卫星，上式均成立。

K 取决于中心天体的质量例. 有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是1：2，则它们绕地球运转的周期之比为。

二、万有引力定律1、万有引力定律的建立G Mm①太阳与行星间引力公式F②月—地检验r 2③卡文迪许的扭秤实验——测定引力常量 G6.67 10 11 N m2 / kg2 2、万有引力定律G①内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和 m2的乘积成正比，与它们之间的距离r 的二次方成反比。

即：m1m2F G②适用条件r 2（Ⅰ）可看成质点的两物体间，r为两个物体质心间的距离。

（Ⅱ）质量分布均匀的两球体间，r 为两个球体球心间的距离。

③运用（1）万有引力与重力的关系：重力是万有引力的一个分力，一般情况下，可认为重力和万有引力相等。

忽略地球自转可得：mg G Mm2R例.设地球的质量为 M，赤道半径 R，自转周期 T，则地球赤道上质量为 m的物体所受重力的大小为？（式中 G为万有引力恒量）（ 2）计算重力加速度mg G Mm 地球表面附近（ h《 R）方法：万有引力≈重力MmR2地球上空距离地心 r=R+h 处方法：mg'G(R h) 2在质量为 M’，半径为 R’的任意天体表面的重力加速度g''''M'' m方法：Gmg''2R（3）计算天体的质量和密度利用自身表面的重力加速度： GMmmgR2利用环绕天体的公转：Mm v 2m2r42等等G2m m 2 rr r T（注：结合M4R3 得到中心天体的密度）3例. 宇航员站在一星球表面上的某高处，以初速度V0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t ，球落到星球表面，小球落地时的速度大小为 V. 已知该星球的半径为 R，引力常量为G ，求该星球的质量 M。

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。

二、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某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、三、万有引力定律的应用1、解决天体(卫星)运动问题的根本思路(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)在地球外表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)假设天体的半径R，那么天体的密度ρ＝VM＝πR34＝GT2R33πr3(2)假设天体的卫星环绕天体外表运动，其轨道半径r等于天体半径R，那么天体密度ρ＝GT23π可见，只要测出卫星环绕天体外表运动的周期，就可求得天体的密度、3、人造卫星(1)研究人造卫星的根本方法：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、在这种情况下但凡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/.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、假设7.9 km/≤v<11.2 km/，物体绕地球运行、②第二宇宙速度(脱离速度)v2＝11.2 km/.这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度、假设11.2 km/≤v<16.7 km/，物体绕太阳运行、③第三宇宙速度(逃逸速度)v3＝16.7 km/这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度、假设v≥16.7 km/，物体将脱离太阳系在宇宙空间运行、题型：1、求星球外表的重力加速度在星球外表处万有引力等于或近似等于重力，那么：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外表重力加速度的关系为：g2g1＝R12R22·M2M1.2、求某高度处的重力加速度假设设离星球外表高h处的重力加速度为gh，那么：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/，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/2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距离地球外表的高度(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。

必修二万有引力与航天知识点总结完整版第六章万有引力与航天知识点总结一、万有引力定律：万有引力定律指出，自然界中任何两个物体都会相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间的距离r的二次方成反比。

公式为F=G*m1*m2/r^2，其中G=6.67×10^-11 N·m^2/kg^2.适用条件有两种情况：可看成质点的两物体间，r为两个物体质心间的距离；质量分布均匀的两球体间，r为两个球体球心间的距离。

运用方面，万有引力与重力有关系，重力是万有引力的一个分力，一般情况下，可认为重力和万有引力相等。

二、重力和地球的万有引力：地球对其表面物体的万有引力产生两个效果：物体随地球自转的向心力和重力。

其中，向心力很小，由于纬度的变化，物体做圆周运动的向心力不断变化，因而表面物体的重力随纬度的变化而变化。

重力约等于万有引力，在赤道处，F=F向+mg，所以mg=F-F向=GMm/(2-Rω^2)自^2/R，因地球自转角速度很小，所以可以忽略地球自转。

地球表面的物体所受到的向心力f的大小不超过重力的0.35%，因此在计算中可以认为万有引力和重力大小相等。

但是，如果星球自转速度相当大，使得在它赤道上的物体所受的万有引力恰好等于该物体随星球自转所需要的向心力，那么这个星球就处于自行崩溃的临界状态了。

在地球的同一纬度处，g随物体离地面高度的增大而减小，即g'=(Gm1/(R+h)^2)。

强调的是，g=G·M/R不仅适用于地球表面，还适用于其他星球表面。

绕地球运动的物体所受地球的万有引力充当圆周运动的向心力，万有引力、向心力、重力三力合一。

即：G·M·m/R=m·a向=mg，所以g=a向=G·M/R^2.三、人类认识天体运动的历史：人类认识天体运动的历史可以分为“地心说”和“日心说”两个阶段。

XXX（XXX、XXX）代表了“地心说”，而XXX （XXX被烧死、XXX）则代表了“XXX说”。

GgR M R MmG mg 22==第六章 万有引力与航天开普勒行星定律1、开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。

2、开普勒第二定律（面积定律）：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。

3、开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的轨道半径的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即32a k T=。

说明：（1）开普勒行星运动定律适用于一切行星（卫星）绕恒星（行星）运动的情况； （2）不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的； （3）行星在近日点的速率远大于在远日点的速率；（4）表达式32a k T=中，k 值只与中心天体有关。

引力和重力的关系1、在两极或不考虑地球自转：重力和万有引力相等2R Mm Gmg =2、赤道位置向F mg R MmG+=2 3、重力加速度与高度的关系万有引力定律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m 1和m 2的乘积成正比、与它们之间距离r 的二次方成反比。

2．公式：122m mF G r=（G =6.67×10-11 N·m 2/kg 2）。

G 物理意义：引力常量在数值上等于两个质量都是1 kg 的质点相距1 m 时的相互吸引力。

3．适用范围：（1）质点间引力的计算；（2）质量分布均匀的球体，r 是球体球心间的距离；（3）一均匀球体与球外一个质点间的万有引力的计算，r 是球心到质点的距离； （4）两个物体间的距离远大于物体本身的大小时，r 为两物体质心间的距离。

计算天体的质量和密度1、忽略天体自转，天体表面重力和万有引力相等：2RMmG mg =2)(h R Mm Gg m +='2、测出卫星绕天体做匀速圆周运动的半径r 和周期T 。

（1）由2224πMm rG m r T=得天体的质量2324πr M GT =。

第六章；万有引力与航天知识点总结一、人类认识天体运动的历史 1、“地心说”的内容及代表人物： 托勒密（欧多克斯、亚里士多德）内容；地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳，月亮以及其他行星都绕地球运动。

2、“日心说”的内容及代表人物：哥白尼（布鲁诺被烧死、伽利略） 内容；日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。

二、开普勒行星运动定律的内容开普勒第二定律：v v >远近开普勒第三定律：K —与中心天体质量有关，与环绕星体无关的物理量；必须是同一中心天体的星体才可以列比例，太阳系：333222===......a a a T T T 水火地地水火 三、万有引力定律1、内容及其推导：应用了开普勒第三定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律。

2、表达式：221r m m GF = 3、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,m2的乘积成正比，与它们之间的距离r 的二次方成反比。

4.引力常量：G=6.67×10-11N/m 2/kg 2，牛顿发现万有引力定律后的100多年里，卡文迪许在实验室里用扭秤实验测出。

5、适用条件：①适用于两个质点间的万有引力大小的计算。

②对于质量分布均匀的球体，公式中的r 就是它们球心之间的距离。

③一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用，其中r 为球心到质点间的距离。

④两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也近似的适用，其中r 为两物体质心间的距离。

6、推导：2224mM G m R R T π=3224R GMT π=四、万有引力定律的两个重要推论1、在匀质球层的空腔内任意位置处，质点受到地壳万有引力的合力为零。

2、在匀质球体内部距离球心r 处，质点受到的万有引力就等于半径为r 的球体的引力。

五、黄金代换六；双星系统两颗质量可以相比的恒星相互绕着旋转的现象，叫双星。

设双星的两子星的质量分别为M 1和M 2，相距L ，M 1和M 2的线速度分别为v 1和v 2，角速度分别为ω1和ω2，由万有引力定律和牛顿第二定律得：M 1：22121111121M M v G M M r L r ω== M 2：22122222222M M v G M M r L r ω== 相同的有：周期，角速度，向心力 ，因为12F F =，所以221122m r m r ωω=轨道半径之比与双星质量之比相反：1221r m r m = 线速度之比与质量比相反：1221v m v m =七、宇宙航行：1、卫星分类：侦察卫星、通讯卫星、导航卫星、气象卫星……3、卫星轨道：可以是圆轨道，也可以是椭圆轨道。

第四单元 万有引力与航天一、知识脉络二、知识点说明1、万有引力定律（1） 内容（2）万有引力定律公式： 122m m F Gr=，11226.6710/G N m kg -=⨯⋅ （3）万有引力定律适用于一切物体，但用公式计算时，注意有一定的适用条件。

2、万有引力定律在天文学上的应用。

（1）基本方法：①把天体的运动看成匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供：222Mm v G m m r r rω==②在忽略天体自转影响时，天体表面的重力加速度：2Mg G R =，R 为天体半径。

（2）天体质量的估算测出环绕天体作匀速圆周运动的半径r ，周期为T ，由2224Mm G m r r T π=得被环绕天体的质量为2324r M GTπ=， 3、三种宇宙速度①第一宇宙速度：v 1=7.9km/s ，人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动的速度。

②第二宇宙速度：v 2=11.2km/s ，使物体挣脱地球束缚，在地面附近的最小发射速度。

③第三宇宙速度：v 3=16.7km/s ，使物体挣脱太阳引力束缚，在地面附近的最小发射速度。

三．考点与练习考点1 通过有关事实了解万有引力定律的发现过程 1．下列说法正确的是A ．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其它行星都绕地球运动B ．太阳是静止不动的，地球和其它行星都绕太阳运动C ．太阳从东边升起，在西边落下，所以太阳是绕地球运动的一颗行星周期定律开普勒行星运动定律轨道定律面积定律 发现万有引力定律 表述的测定天体质量的计算发现未知天体 人造卫星、宇宙速度应用万有引力定律D ．“日心说”和“地心说”是对立统一的，都能正确地描述天体运行规律 2．公式r 3/ T 2=k ，下列说法正确的是A ．公式只适用于围绕太阳运行的行星B ．不同星球的行星或卫星，其常量k 是相同的C ．围绕地球运行的不同卫星，其常量k 是相同的D ．行星绕太阳的k 值与月亮绕地球的k 值是相同的 考点2 知道万有引力定律 3．下列说法中正确的有A ．行星与太阳之间的一对力是平衡力B ．行星与太阳之间的一对力，其力的性质是不相同的C ．如果太阳的质量减小一些则，则行星与太阳之间的这对力就不平衡了D ．行星既不能飞出太阳又不会被吸引到太阳上，是因为行星受的太阳的引力就是行星绕太阳运动的向心力4．关于牛顿得到的太阳与行星间的引力关系式，下列说法中正确的是A ．可以直接计算出太阳对地球的引力大小B ．是通过实验直接验证得出来的C ．这个规律也适用于地球与月球D ．这个规律不适用于人造卫星与地球 5．由太阳与行星间的引力关系式2rMm G FA ．r 是行星与太阳中心间的距离B ．r 是行星表面与太阳表面的距离C ．比例系数G 是一个无单位的物理量D ．行星受到太阳的引力的方向就是行星太阳运行的切线方向 6．如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，下面说法正确的是 A ．太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力B ．太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比C ．太阳对行星的引力可由实验得出D ．行星同时受到太阳的引力和向心力两个的力作用7．一群质量不同的小行星在同一轨道上绕太阳旋转，则这些小行星的 A ．加速度和向心力都相同 B ．运行周期和运行速率都相同 C ．加速度和向心力都不同 D ．运行周期和运行速率都不同 8．关于万有引力常量G ,以下说法正确的是A ．在国际单位制中，G 的单位是N•m 2/kgB ．在国际单位制中,G 的数值等于两个质量各1kg 的物体，相距1m 时的相互吸引力C ．在不同星球上，G 的数值不一样D ．在不同的单位制中,G 的数值都一样 9．要使两物体间万有引力减小到原来的1/4,可采用的方法是A ．便两物体的质量各减少一半，距离保持不变B ．两物体间距离增至原来的2倍,质量不变C ．使其中一个物体质量减为原来的1/4,距离不变D ．使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的1/410．如图所示，r而球的质量分布均匀，大小分别为m 1与m 2，则两球间万有引 力的大小为A ．221r m m GB ．2121r m m GC ．22121)(r r m m G +D ．22121)(r r r m m G++ 11．一个物体在地球表面所受的重力为G ，则在距地面高度为地球半径的2倍时，所受引力为A ．G /2B ．G /3C ．G /4D ．G /9 考点3 万有引力定律的应用 12．火星的半径是地球半径的一半,火星的质量约是地球质量的1/9,那么地球表面50 kg 的物体受到地球的吸引力约是火星表面同质量的物体受到火星吸引力的 A ．2.25倍 B ．4/9倍 C ．4倍 D ．8倍13．已知引力常量G 、地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为R ，地球绕太阳运行的周期T ，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量A ．地球的质量B ．太阳的质量C ．太阳的半径D ．地球绕太阳运行速度的大小14．我国预计在2007年10月26日发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥1号”。

第五章万有引力与航天知识点总结1、开普勒行星运动三大定律①第一定律〔轨道定律〕：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。

②第二定律〔面积定律〕：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。

推论：近日点速度比较快，远日点速度比较慢。

③第三定律〔周期定律〕：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。

a3kT2理解：〔1〕k是与太阳质量有关而与行星无关的常量．(2)开普勒第三定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此时a3/T2＝k′，比(1)值k′是由行星的质量所决定的另一常量，与卫星无关．(2)2、万有引力定律(3)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＝G m1m2,其中G1011Nm2/kg2，叫做引力常量。

r2适用条件：此公式适用于质点间的相互作用．当两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．均匀的球体可视为质点，r是两球心间的距离．一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力也适用，其中 r 为球心到质点间的距离．3、万有引力定律的应用根本思路:一是把天体(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;二是在地球外表或地面附近的物体所受的重力等于地球对物体的引力 .〔1〕把行星(或卫星)绕中心天体看做匀速圆周运动，22Mmv 24πG r 2＝m r＝m ωr ＝m T 2r ＝ma向mv 2vGMrmrGMMmr3G224mrGMm a nanGM2万有引力充当向心力〔F 引=F n 〕增大减小ω减小 增大an 减小〔2〕天体对其外表的物体的万有引力近似等于重力，即G Mm mg 或gR 2G MR2〔R 、g 分别是天体的半径、外表重力加速度〕，公式gR 2GM 应用广泛，称“黄金代换〞。

2推论：距地面高为h 处的重力加速度gRgR h〔3〕用万有引力定律求星球的质量和密度M ρT 、r 法g 、R 法Mm 242r 3GM g R 2 2 GmrMgM2TGT2R2G3r 33g GT 2R 24RG假设当卫星环绕天体外表运动时，其轨道半径r 等于天体半径 R ，即r=R，么3 〔T 为近地卫星的公转周期〕GT24、宇宙速度〔1〕第一宇宙速度v1/s近地卫星的环绕速度推导：近地卫星〔r=R)，万有引力提供向心力〔F引=F n〕G Mmmv2v GM表达式一R2R R又由黄金代换式GM gR2vgR表达式二第一宇宙速度既是卫星最大的环绕速度，也是卫星最小的发射速度〔2〕第二宇宙速度v2/s使卫星挣脱地球引力束缚的最小发射速度。