万有引力知识点总结

万有引力定律

1. 考纲要求

一 万有引力定律： 1. 开普勒行星运动定律

（1） 所有的行星围绕太阳运动的轨道是_____,太阳处在____上，这就是开普勒第一定律，又称椭圆轨道定律。

（2）对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的____.这就是开普勒第二定律，又称面积定律。

（3）所有行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值____。这就是开普勒第三定律，又称周期定律。

若用R 表示椭圆轨道的半长轴，T 表示公转周期，则k T

R =22

（k 是一个与行星无关的

量）。

2. 万有引力定律

（1） 内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物理质量的乘积成____，

与它们之间距离的平方成_______.

（2） 公式：_______________________________________, G 为万有引力常量。

G = _______________________ N.2

2

/kg m .

（3） 适用条件：公式适用于质点间万有引力大小的计算，当两个物体间的距离_______

物体本身的大小时，物体可视为质点。另外，公式也适用于均匀球体间万有引力大小的计算，只不过r 应是________的距离。

（4） 两个物体之间的引力是一对作用力与反作用力，总是大小_______、方向______。 3. 应用万有引力分析天体的运动 （1） 基本方法：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______

提供。公式为：

a )2(2222m r T m r m r v m r

Mm G ====πω

解决问题时可根据情况选择公式分析、计算、 （2） 天体质量M 密度ρ的估算

测出卫星绕中心天体做匀速圆周运动的半径r 和周期T ，由

=2r Mm G r T m 2)2(π得2324GT r M π=; =ρ303

4R M V M π==3

023

3R GT r π（0R 为中心天体的半径）。

当卫星沿中心天体表面绕天体运动时，r=0R ,则=ρ______________。 （3） 天体（如卫星）运动的线速度、角速度、周期与轨道半径r 的关系

①由=2r

Mm G r v m 2得=v _____________,所以r 越大，v _______

②由=2r Mm

G

r m 2ω 得ω=_______，所以r 越大，ω_______ ③由=2r Mm G r T

m 2

)2(π得T=_____，所以r 越大，T _______

二 人造卫星

1. 宇宙速度

（1）．第一宇宙速度(环绕速度)：即卫星绕地球表面做 时的速度，此时重力

提供向心力，由22R

Mm G R v m mg == 得s km Rg R GM v /109.73⨯===。这是人造地球卫星

的最小 速度，也是人造地球卫星环绕地球运行的最 速度。

（2）．第二宇宙速度(脱离速度)：V 2=2V 1=11.2 km/s ，使物体挣脱 引力束缚的最小发射速度。

（3）．第三宇宙速度(逃逸速度)：V 3=16.7km/s ，使物体挣脱 引力束缚的最小发射速度。

2. 近地卫星 所谓近地卫星，是指卫星的运行轨道半径等于地球的半径，卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。它的运行速度为第一宇宙速度，也是卫星的最大________的速度。 4. 地球同步卫星

所谓地球同步卫星，是相对于地面_______，和地球自转具有同周期的卫星，h T 24=，又叫通讯卫星。同步卫星必须位于世道正上方且距地面的高度是一定的（km h 4

106.2⨯≈），轨道平面与赤道平面________。 由于同步卫星相对于地面静止，故其必须做匀速圆周运动，而做匀速圆周运动的物体的合外力必总是指向圆心，卫星收到的合外力就是地球对它的万有引力，故只有赤道上方才能满足这一条件，卫星才能稳定运行。由=2

r

Mm G

r m 2ω知32ωGM r =，由于ω一定，故r 不变， 而h R r +=，h 为同步卫星离地面的高度。R r h -=为一定值，说明同步卫星离地面的高

度是一定的。所有同步卫星的线速度的大小、角速度及周期、半径都_______。