第6讲、万有引力定律和天体运动资料

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高考物理学霸复习讲义万有引力-第六部分特殊卫星及天体分析

一、极地卫星和近地卫星1．极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖。

2．近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行的线速度约为7.9 km/s 。

二、同步卫星同步卫星是指相对地球“静止不动”的卫星。

同步卫星的六个“一定”： 1．地球赤道上的物体，静止在地面上与地球相对静止，随地球的自转绕地轴做匀速圆周运动。

地球赤道上的物体受到的地球的万有引力，其中的一个分力提供物体随地球自转做圆周运动的向心力，产生向心加速度a ，另一个分力为重力，有G2MmR －mg =ma （其中R 为地球半径）。

2．近地卫星的轨道高度约等于地球的半径，其所受万有引力完全提供卫星做圆周运动的向心力，即G2MmR =ma 。

3．同步卫星与赤道上的物体具有与地球自转相同的运转周期和运转角速度，始终与地球保持相对静止状态，共同绕地轴做匀速圆周运动。

4．区别：（1）同步卫星与地球赤道上的物体的周期都等于地球自转的周期，而不等于近地卫星的周期。

（2近地卫星与地球赤道上的物体的运动半径都等于地球的半径，而不等于同步卫星运动的半径。

（3）三者的线速度各不相同。

四、求解此类试题的关键1．在求解“同步卫星”与“赤道上的物体”的向心加速度的比例关系时应依据二者角速度相同的特点，运用公式a =ω2r 而不能运用公式a =2GMr。

2．在求解“同步卫星”与“赤道上的物体”的线速度的比例关系时，仍要依据二者角速度相同的特点，运用公式v =ωr 而不能运用公式v =GMr。

3．在求解“同步卫星”运行速度与第一宇宙速度的比例关系时，因都是由万有引力提供的向心力，故要运用公式v =GMr，而不能运用公式v =ωr 或v =gr 。

【典例1】有a 、b 、c 、d 四颗地球卫星，a 在地球赤道上未发射，b 在地面附近近地轨道上正常运动，c 是地球同步卫星，d 是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有A ．a 的向心加速度等于重力加速度gB ．c 在4 h 内转过的圆心角是π/6C ．b 在相同时间内转过的弧长最长D ．d 的运动周期有可能是20 h 【答案】C【解析】对于卫星a ，根据万有引力定律、牛顿第二定律可得2-GMm N ma r =向，而2GMmmg r =，故a 的向心加速度小于重力加速度g ，A 项错；由c 是地球同步卫星可知卫星c 在4 h 内转过的圆心角是π3，B 项错；由22GMm v m r r =得，GMv r=，故轨道半径越大，线速度越小，故卫星b 的线速度大于卫星c 的线速度，卫星c 的线速度大于卫星d 的线速度，而卫星a 与同步卫星c 的周期相同，故卫星c 的线速度大于卫星a 的线速度，C 项对；由22π()Mm G m r r T =得，32πr T GM=，轨道半径r 越大，周期越长，故卫星d 的周期大于同步卫星c 的周期，D 项错。

万有引力定律——天体运动PPT课件人教课标版

要点· 疑点· 考点
4.三种宇宙速度 (1)第一宇宙速度(环绕速度)：v1=7.9km/s，是人造地球卫星的最小发射速度，是绕地球做匀速圆周运动中的最大速度. (2)第二宇宙速度(脱离速度)：v2=11.2km/s，使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度. (3)第三宇宙速度(逃逸速度)：v3=16.7km/s，使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.
万有引力定律
要点· 疑点· 考点课前热身能力· 思维· 方法延伸· 拓展
天体运动
要点· 疑点· 考点
一、万有引力定律 1.万有引力定律的内容和公式宇宙间的一切物体都是互相吸引的.两个物体间的引力的大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比. 公式：F=Gm1m2/r2,其中G=6.67×１０11N· m２/kg２，叫引力常量.
应用时可根据实际情况，选用适当的公式进行分析或计算.
要点· 疑点· 考点
2.天体质量M、密度ρ 的估算测出卫星绕天体做匀速圆周运动的半径R和周期T，
由
GMm/R２=m(2/T)２R得此天体质量:M=4２R３/(GT ２)， =M/V=M/（4/3R0３)=3R３/(GT２Ｒ0３ ) (R0为天体半径).
是(
)
A.运行的轨道半径越大，线速度越大
B.卫星绕地球运行的环绕速率可能等于8km/s
C.卫星的轨道半径越大，周期也越大
D.运行的周期可能等于80分钟
能力· 思维· 方法
【解析】A错误，由GMm/R２=mv２/R得环绕速度 v2=GM/R,R越大，v越小.
B错误：由v=7.9km/s，这是最大的环绕速度.
能力· 思维· 方法
【解析】月球绕地球的运动可近似看成匀速圆周运动，月球绕地球一周大约是30天，其周期

万有引力定律天体运动概述

万有引力定律
• 布鲁诺（意大利）
每一个科学规律的发现都是不容易的，许多伟人甚至付出了生命的代价。
万有引力定律
荷兰一个眼镜商发明望远镜
伽利略改进了望远镜
发现了围绕木星转动的“月球”
万有引力定律
伽利略的支持者：沙格列陀和萨尔维阿蒂
亚里士多德观点支持者：辛普利邱，对话4天
万有引力定律
万有引力定律
动手算一算
行星/卫星
半长轴（106km）
周期（天）
K（m³/s⁮²）
水星
57
87.97
3.36×10^18
金星
108
225
3.36×10^18
地球
149
365
3.36×10^18
火星
228
687
3.36×10^18
木星
778
4333
3.36×10^18
土星
1426
10759
3.36×10^18
律”。
万有引力定律
哈雷彗星最近出现的时间是1986年，天文学家哈雷预言，这颗彗星将每隔一定时间就会出现，请预算下一次飞近地球是哪一年？提供数据：彗星轨道的半长轴R1约等于地球公转半径R2 的18倍
答：76年后的2062年
万有引力定律
例.根据生活数据，能不能求地球同步卫星与月球的轨道半径之比？能不能求地球与月球公转半径之比？
• 思考：两种观点的共同点是什么？不同点是什么？日心说存在局限性吗？
万有引力定律
天才观察家
天体位置的误差降为2′
和第谷的数据有8 ′偏差
第谷（丹麦）也许不是“完美的”匀速圆周运动
否定19 种假设行星轨道为椭圆

第六章万有引力定律

◆ 那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？
已知：太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为
m=5.8×1025kg，日地之间的距离为R=1.5×1011km
F=GMm/R2
=6.67×10-11×2.0×1030×6.0×1024/(1.5×1011)2
=3.5×1022(N) 3.5×1022N非常大，能够拉断直径为9000km的钢柱。而太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到0.3N。当然我们感受不到太阳的引力。
3、开普勒三定律
◆开普勒第一定律（轨道定律）
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。
太阳
●
焦点
焦点
行星轨道
3、开普勒三定律
◆开普勒第一定律（轨道定律）
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。
◆开普勒第二定律（面积定律）
圆轨道下证明的问题简化为
在圆形轨道下讨论。
把行星绕太阳运动看作匀速圆周运动
r
R
近似化
如果认为行星绕太阳做匀速圆周运动，那么，太阳对行星的引力F应为行星所受的向心力，即：
F引= F向=mw2r＝mv2/r 怎么办因为： w＝2π/T ； v=2πr/T 呢？？得：F引=m(2πr/T)2/r= 4π2mr/T2 根据开普勒第三定律：r3/T2是常数k F引=4π2mr/T2= 4π2(r3/T2) m/r2 有：F引=4π2km/r2
2、日心说
2、日心说
随着天文观测不断进步， “地心说”暴露出许多问题。逐渐被波兰天文学家哥白尼(14731543)提出的“日心说”所取代。波兰天文学家哥白尼经过近四十年的观测和计算，于1543年出版了“天体运行论”正式提出 “日心说”。

万有引力定律天体运动复习课件

38
7.卫星变轨的动态分析如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是：( D ) A.b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度 B.a、b的向心加速度大小相等，且大于c的向心加速度
39
C.c加速可追上同一轨道上的 b，b减速可等候同一轨道上的c D.a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大
33
C.靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的运行周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的运行周期之比约为8∶9 D.靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的线速度之比约为81∶4
34
我国发射的亚洲一号同步通讯卫星的质量为m，如果地球半径为R，自转角速度为 ω，表面重力加速度为g，则卫星 ( ABC ) A.距地面的高度
r
其中G=6.67×10-11N· 2/kg2，叫 m 引力常量.
4
2.适用条件：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，物体可视为质点.均匀的球体也可以视为质点，r是两球心间的距离. 3.万有引力定律的应用 (1)行星表面物体的重力：重力近似等于万有引力 .
h
3
gR 2

2
R
B.环绕速度
v 3 gR 2
m 3 gR 2 4
35
C.受到地球引力为
D.受到地球引力为mg
6.同步卫星问题据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25 日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道.关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是 BC ( )

(高中物理)万有引力定律天体运动

万有引力定律天体运动一、万有引力定律〔1〕开普勒三定律①所有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对每个行星而言太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相同的面积③所有行星轨道的半长轴R 的三次方与公转周期T 的二次方的比值都相同，即常量T R =23，常用开普勒三定律来分析行星在近日点和远日点运动速率的大小。

〔2〕万有引力定律：○1自然界的一切物体都相互吸引，两个物体间的引力的大小，跟它们的质量乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。

○2公式：221r m m G F =， ×10-112/kg 2.○3适用条件：适用于相距很远，可以看做质点的两物体间的相互作用，质量分布均匀的球体也可用此公式计算，其中r 指球心间的距离。

〔3〕三种宇宙速度：○1第一宇宙速度V 1=/s,人造卫星的最小发射速度； ○2第二宇宙速度V 2=/s,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度；〔3〕第三宇宙速度V 3=/s,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。

注意：①V 1=/s 是最小的发射速度，但是是最大的运行速度。

当V 1=/s 时，卫星近外表运行，V 运=/s 。

②当/s<v 射</s 时，卫星在离地较远处运行，v 运</s二、万有引力定律的应用：1、开普勒三定律应用所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等，这就是开普勒第三定律，也叫周期定律.我们把行星的椭圆轨道近似地当作圆，假设用r 代表轨道半径，T 代表公转周期，那么开普勒第三定律的表达式为r3/T2=k.因用周期T 表示，那么把224T a n π=代入根本方程2224T m r Mm G π=即得：k GM T r ==2234π 显然这个量k 只与恒星的质量M 有关，而与行星其他任何物理量均无关。

2、各物理量与轨道半径的关系假设人造卫星绕地心做匀速率圆周运动的轨道半径为 r ，地球的质量为M 。

人教版高中物理必修第六章万有引力定律-ppt精品课件

的说法中正确的是（ C ） A．公式只适用于星球之间的引力计算，不适用于质量较小的物体 B．当两物体间的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C．两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律
D．公式中万有引力常量G的值是牛顿规定的
人教版高中物理必修2第六章6.3万有引力定律（共1 5张PPT ）【PP T优秀课件】- 精美版
向心力越大
D.卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的
向心力越小
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例题2 把太阳系各行星的运动近似看做匀速圆周运动，则距离太阳越远的行星（ B、C、D ） A 周期越小 B 线速度越小 C 角速度越小 D 加速度越小
行星和太阳之间的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比．
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• 根据牛顿第三定律，行星与太阳间的吸引力是相互作用的，是大小相等、性质相同的力（一对反作用力）．
• 牛顿认为，这个引力与行星的质量成正比，也应和太阳的质量成正比．
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例题
设想把质量为的物体放在地球的中心，地球质量为M，半径为R，则物体与地球间的万有引力是（）
(3)引力常数G 1>测定:英国物理学家卡文迪许用卡文迪许扭秤

高中物理必修二第6章：万有引力定律-知识点

小初高个性化辅导，助你提升学习力！ 1 高中物理必修二第6章：万有引力定律-知识点1、人类对于天体运动的认识：①波兰天文学家哥白尼提出日心说，②伽利略用望远镜发现木星的卫星，证明地球并非天体的中心。

③德国天文学家开普勒提出开普勒三定律。

2、开普勒第一定律：各行星都在椭圆轨道上绕太阳运行，太阳处在椭圆的一个焦点上。

开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。

3、开普勒第三定律：行星绕太阳运行的椭圆轨道半长轴 a 的三次方与公转周期T 的二次方之比是一个常数，即 a 3/T 2 =k 。

k 是一个与行星无关的常数。

一般我们可近似按圆轨道处理，即 r 3/T 2 =k ，r 是行星圆轨道的半径。

由该定律可知，人造地球卫星在近地点速度大，在远地点速度小；同理，地球以及其他行星在近日点速度大，在远日点速度小。

4、牛顿提出，地球对苹果的引力，地球对月亮的引力与太阳对行星的作用力本质上都相同。

这种所有物体之间都存在的相互吸引力就是万有引力。

5、万有引力定律：自然界中任何两个物体都相互吸引，相互间引力的大小与物体质量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比。

公式：F=221r m m G 。

r 是可以看成质点的两物体之间距离，若是质量分布均匀的球体，则是两个球心间的距离。

G 是引力常量，卡文迪许利用扭秤装置测得G = 6.67×10-11N ˙m 2/kg 2。

6、“称量”地球的质量：测出地球表面的重力加速度g 地和地球半径r ，利用地球上的物体所受重力就是万有引力，有① mg 地=2r mm 地地G 。

可求得m 地=G 2r g 地地。

②地球的平均密度ρ=V m 地=3r 34m ⋅π地。

7、“称量”太阳的质量：测出地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径r 和周期T ，利用万有引力等于圆周运动的向心力，有2r m m 日地G =22T r 4m π地，可得：m 日=232G T r 4π。

万有引力与天体运动

万有引力与天体运动引言：在自然界中，存在着一种无所不在的力量，即万有引力。

万有引力是负责使得天体之间相互吸引的力量，它是牛顿力学的基本法则之一。

本文将探讨万有引力的定义、原理及其与天体运动的关系。

一、万有引力的定义与原理万有引力是指任意两个物体之间存在相互吸引的力量，这种力量与物体的质量和距离有关。

根据牛顿第三定律，相互作用的两个物体之间的引力大小相等，方向相反。

万有引力的存在与质量有关，质量越大的物体，其引力也越大。

而且，两个物体之间的引力与它们之间的距离的平方成反比，即距离越近，引力越强。

二、天体运动的基本规律根据万有引力的原理，天体运动遵循以下基本规律：1. 开普勒定律约翰内斯·开普勒是天体运动领域的重要科学家之一，他总结出三个著名的运动定律。

第一定律表明天体绕太阳运动的轨道是椭圆形，而不是圆形。

这就意味着天体在其轨道上的位置不是固定的，而是变化的。

2. 第二定律开普勒的第二定律，也称为面积定律，表明天体在相同时间内扫过的面积相等。

换句话说，当天体离太阳较远时，它的速度较慢；当它距离太阳较近时，速度较快。

这个定律说明了天体在椭圆轨道上的运动速度是不均匀的。

3. 第三定律开普勒的第三定律，也称为调和定律，阐述了天体轨道周期与半长轴的关系。

具体来说，天体运动的周期的平方与它的椭圆轨道的半长轴的立方成正比。

这个定律揭示了天体运动的规律性，使得科学家们可以通过研究地球运动来推导出其他天体的运动规律。

三、天体运动和万有引力的关系天体运动与万有引力有着密不可分的关系，万有引力是驱动天体运动的根本力量。

在太阳系中，太阳是最重要的引力中心，其他行星、卫星以及小行星等都围绕太阳进行运动。

1. 行星运动行星绕太阳运动的轨道是椭圆形，行星距离太阳越近，它们的速度越快；相反，距离越远，速度越慢。

这符合开普勒定律中的第二定律。

行星的运动速度与距离有关，而这种变化正是受到万有引力的影响。

2. 月球运动月球是地球的卫星，它也受到地球的引力影响，围绕地球进行运动。

万有引力定律-天体运动概述

02
CATALOGUE
天体运动的基本规律
开普勒行星运动三定律
01
02
03
定律一
行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。
定律二
行星绕太阳运动时，其向心加速度与太阳和行星之间的距离成反比。
定律三
行星绕太阳运动时，其公转周期的平方与其椭圆轨道长轴的立方成正比。
牛顿第一定律（惯性定律）
抛物线轨道
当天体的速度达到逃逸速度时，未达到逃逸速度但足够大时，将沿着双曲线轨道运动。
圆形轨道
当天体速度与中心天体的引力相当时，将沿着圆形轨道运动。
天体运动的速度与能量
逃逸速度
指能使天体脱离中心天体引力的最小速度。
环绕速度
指天体在圆形轨道上绕中心天体匀速圆周运动的速度。
万有引力定律的意义
科学革命的推动力
万有引力定律是科学革命的关键理论之一，它为天文学、宇宙学和其他自然科学领域的研究奠定了基础。
对其他科学的贡献
万有引力定律不仅解释了天体运动，还为物理学、数学和工程学等领域的发展提供了重要支持。例如，它被用于预测行星和卫星的运动，以及设计更有效的航天器和导航系统。
能量守恒
天体运动过程中，动能和势能相互转化，总能量保持守恒。
天体运动的稳定性与周期性
稳定性分析
天体在轨道运动过程中，受到万有引力的作用，其运动状态可能会发生变化。
VS
周期性运动
天体在轨道上绕中心天体做周期性运动，周期与天体的质量、距离和速度等因素有关。
04
CATALOGUE
万有引力在天体运动中的应用
恒星演化过程与万有引力
恒星演化过程中，由于万有引力的作用，恒星内部的物质会逐渐收缩，同时释放出能量，维持恒星的发光发热。

第六章+万有引力与航天+章末复习讲义-2021-2022学年高一下学期物理人教版必修2

万有引力与航天知识梳理要点一、开普勒三大定律①椭圆定律所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上。

②面积定律行星和太阳的连线在相等的时间间隔内扫过相等的面积。

③调和定律所有行星绕太阳一周的恒星时间(T i)的平方与它们轨道长半轴(a i)的立方成比例，即T 12T 22=a 13a 23要点二、基本等式：2.1、在处理天体的运动问题时，通常把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需要的向心力由万有引力提供。

其基本关系式为：GMm r 2＝mv 2r＝mω2r ＝m4π2T 2r ＝4mπ2f 2r .2.2、掌握“一模”“两路”“三角”，破解天体运动问题(1)一种模型：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)都可以看作质点，围绕中心天体(视为静止)做匀速圆周运动。

(2)两条思路：①动力学思路。

万有引力提供向心力，即G Mm r 2＝ma ，a ＝v 2r＝ω2r ＝4π2T 2r ，这是解题的主线索。

②对于天体表面的物体：忽略自转时G Mm r 2＝mg 或GM ＝gR 2(R 是天体半径、g 是天体表面重力加速度)2.3、卫星的绕行速度v 、角速度ω、周期T 与轨道半径r 的关系由G Mm r 2＝m v 2r ，得v ＝√GM r，则r 越大，v 越小. 由G Mm r 2＝mω2r ，得ω＝√GM r 3，则r 越大，ω越小. 由GMm r 2＝mω2r ，得T ＝√4π2r 3GM，则r 越大，T 越大.要点三、卫星变轨与双星(1)由低轨变高轨，需增大速度，稳定在高轨道上时速度比在低轨道小. (2)由高轨变低轨，需减小速度，稳定在低轨道上时速度比在高轨道大.(3)在圆轨道上卫星做匀速圆周运动，在椭圆轨道上靠近行星则加速，远离行星则减速(4)双星系统是指由两颗恒星组成，是指两颗恒星各自在轨道上环绕着共同质量中心的恒星系统。

S 近=S 远12v 近∙t ∙a =12v 远∙t ∙b 其中，确定天体表面g 的方法有： (1)测重力法；(2)平抛(或竖直上抛)物体法； (3)近地卫星环绕法.如右图：Gm 1m 2L2=m 1L 1ω2=m 2L 2ω2 L 1+L 2=L要点四、宇宙速度(1) 第一宇宙速度：推导过程为：由mg＝m v12R ＝G MmR2，得：v1＝√GMR＝√gR＝7.9km/s.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.(2) 第二宇宙速度：v2＝11.2 km/s，使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度.(3) 第三宇宙速度：v3＝16.7 km/s，使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.要点五、卫星通信地球卫星之间的通信采用微波，直线传播，所以只有在两卫星之间没有阻隔才能相互通信，所以要注意卫星们与地球之间的几何关系。

万有引力定律与天体运动

万有引力定律与天体运动万有引力定律是物理学中最基础、最重要的定律之一，它描述了物体之间存在的万有引力以及天体的运动规律。

该定律由英国科学家牛顿在17世纪形成，并为后来的物理学发展奠定了坚实的基础。

本文将通过介绍万有引力定律的基本概念、公式推导、应用实例等方面，深入探讨万有引力定律与天体运动之间的关系。

一、万有引力定律的基本概念万有引力定律是牛顿力学的重要组成部分，它表明任何两个物体之间都存在引力的相互作用。

根据该定律，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

其中，引力的大小用F表示，质量分别为m1和m2的两个物体之间的距离用r表示。

万有引力定律的表达式如下：F =G * m1 * m2 / r^2其中，G为万有引力常量，其值约为6.67 × 10^-11 N·m^2/kg^2。

万有引力定律是一个矢量关系，方向与两物体之间直线连接的方向相同，即引力是沿着物体之间连线的方向。

二、万有引力定律的公式推导万有引力定律的公式推导是基于牛顿第二定律和牛顿运动定律，其过程相对复杂，涉及到引力场、势能、力的合成等知识。

在这里，为了保持文章的连贯性和简洁性，略去具体的数学推导过程。

三、万有引力定律与天体运动的关系万有引力定律对于解释天体运动和宇宙中一系列现象具有重要的作用。

首先，根据牛顿的第一定律，物体将保持匀速直线运动，直到外力作用改变其状态。

在此基础上，万有引力定律解释了太阳系行星的椭圆轨道运动。

行星围绕太阳运行，其轨道可近似看作椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。

同时，根据牛顿的第三定律，行星与太阳之间的引力大小相等，方向相反。

这样，行星在引力作用下沿椭圆轨道运动。

其次，万有引力定律还解释了地球上的重力现象。

地球表面的物体受到地球吸引力的作用，不断地向地心方向运动，形成了地球上的重力。

地球的引力是万有引力定律在地球尺度上的应用，它对地球上的物体产生的作用力与物体的质量成正比。

高三物理一轮复习万有引力定律天体运动课件

自转和公转共同造成昼夜交替、四季变化。
人造卫星的运动
2
运行轨道有地球同步轨道、静止轨道和低
轨道等。
3
恒星和星系的运动
恒星运动可帮助研究星系的形成和演化，例如在星团中寿命较短的恒星会逃逸而形成孤立的恒星。
星座的观测
星座的定义
现代星座是指天球上一些具有特殊意义的星群。
星座的分类
分88个星座，按照位置可分为北天区和南天区。
质量大、体积小的天体，具有极强引力，吞噬周围一切物质，包括光线。
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伽马射线暴
宇宙中最为明亮的爆发事件之一，以极强的伽玛射线爆发为特征。
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恒星爆发
会产生一些被称为超新星的高能爆发，具有强烈的辐射。
宇宙中的探测
天体探测器
主要用于探测宇宙中的电磁波辐射，例如限制性三体问题、掩星等。
无人探测器
可以探索人类难以到达的遥远星球或行星表面，例如各类宇宙探测器。
载人探测器
具有人与宇宙之间的直接互动能力，可进行一系列现场检测和观测，例如国际空间站。
宇宙中的科学研究
仪器的发展
现代天文学技术已涵盖了广泛领域，以光学望远镜和射电望远镜为主。
人类科学的进展
探索未知、提升自我是科学不变的宗旨，例如黑洞照片首次被拍摄成功。
宇宙起源的探索
大爆炸是现代宇宙学最为广泛接受的有关宇宙起源的学说之一。
爱因斯坦引力理论
将引力描述为时空弯曲。
公式和单位
F=Gm1m2/r²，G为引力常量，单位为牛顿和米。
微观粒子的引力相互作用
1 引力的量子意义
引力是微观物质最基本的相互作用力之一。
2 引力波
马上就能被直接探测到，因为它是爆发性天体时产生的，例如两颗黑洞碰撞会产生引力波。

万有引力定律与天体运动知识总结

万有引力定律与天体运动知识总结一、开普勒行星运动定律1）轨道定律：近圆，太阳处在圆心（焦点）上 2）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的面积相等。

K= k 取决于中心天体3）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相等。

k= ，[r 为轨道半径]二、万有引力定律F 引=2rMm G G=6.67×10-11Nm 2/kg 2 卡文迪许扭秤测量出来三、重力加速度1. 星体表面：F 引≈G =mg 所以：g = GM/ R 2（R 星体体积半径）2. 距离星体某高度处：F ’引 ≈G’ =mg ’3. 其它星体与地球重力加速度的比值四、星体（行星卫星等）匀速圆周运动状态描述1. 假设星体轨道近似为圆.2. 万有引力F 引提供星体圆周运动的向心力FnF n =r mv 2F n=22T mr 4π F n = m ω²r Fn=F 引 r mv 2=2r Mm G =22Tmr 4π = m ω²rr GM v =，r 越大，ν越小； 3r GM =ω，r 越大，ω越小 23T a 23T rGM r T 324π=，r 越大，T 越大。

3. 计算中心星体质量M1) 根据 g 求天体质量 mg= M= M 为地球质量，R 为物体到地心的距离2）根据环绕星体的圆周运动状态量，F 引=Fn 2r MmG =22T mr 4π M= （M 为中心天体质量，m 为行星（绕行天体）质量4. 根据环绕星体的圆周运动状态量(已知绕行天体周期T ，环绕半径≈星体半径)，计算中心星体密度ρρ=v m =323R G T r 3π [v=3r 34π] 若r≈R ，则ρ=2GT3π 5. 计算卫星最低发射速度（第一宇宙速度VI = （近地）= (r 为地球半径黄金代换公式)第一宇宙速度（环绕速度）：s km v /9.7=；第二宇宙速度（脱离速度，飞出地月系）：s km v /2.11=；第三宇宙速度（逃逸速度，飞出太阳系）：s km v /7.16=。

万有引力定律与天体运动知识点总结与典例(最新)

万有引力定律与天体运动知识点总结与典例【知识点梳理】知识点一开普勒行星运动定律的应用定律内容图示或公式开普勒第一定律(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的面积相等开普勒第三定律(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a 3T 2＝k ，k 是一个与行星无关的常量知识点二万有引力定律的理解及应用1．内容(1)自然界中任何两个物体都相互吸引。

(2)引力的方向在它们的连线上。

(3)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．表达式F ＝G m 1m 2r 2，其中G 为引力常量，G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2，由卡文迪许扭秤实验测定。

3．适用条件(1)两个质点之间的相互作用。

(2)对质量分布均匀的球体，r 为两球心间的距离。

知识点三、宇宙速度1．三个宇宙速度第一宇宙速度 (环绕速度) v 1＝7.9 km/s ，是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度第二宇宙速度 (脱离速度) v 2＝11.2 km/s ，是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度第三宇宙速度 (逃逸速度)v 3＝16.7 km/s ，是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度2．第一宇宙速度的理解：人造卫星的最大环绕速度，也是人造卫星的最小发射速度。

3．第一宇宙速度的计算方法 (1)由G Mm R 2＝m v 2R 得v ＝ GM R .(2)由mg ＝m v 2R 得v ＝gR .知识点四、经典时空观和相对论时空观1．经典时空观(1)在经典力学中，物体的质量是不随运动状态而改变的。

(2)在经典力学中，同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是相同的。

2．相对论时空观(1)在狭义相对论中，同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是不同的。