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一、开普勒行星运动定律第4单元万有引力与航天第1页[温馨提醒](1)开普勒三定律即使是依据行星绕太阳运动总结出来，但也适合用于卫星绕行星运动．(2)开普勒第三定律中k是一个与运动天体无关量，只与被围绕中心天体相关．第2页二、万有引力定律1．内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力方向在它们连线上，引力大小与物体质量m1和m2

成正比，与它们之间距离r

成反比．2．公式：F＝，其中G＝6.67×10－11N·m2/kg2，称为引力常量．3．计算公式适用条件：可视为质点物体间万有引力计算．4．特殊情况(1)两质量分布均匀球体间相互作用，也可用本定律来计算，其中r为

．(2)一个质量分布均匀球体和球外一个质点间万有引力也适用，其中r为

．乘积二次方两球心间距离质点到球心间距离第3页三、三种宇宙速度[温馨提醒]

(1)三种宇宙速度均指发射速度，不要误认为是运行速度．(2)任何星体都有对应宇宙速度，以上三种宇宙速度是对地球而言．第4页四、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，物体质量是不随

而改变．(2)在经典力学中，同一物理过程发生位移和对应时间测量结果在不一样参考系中是

．运动状态相同增大

不一样

第5页答案：AB

第6页2．关于地球同时卫星以下说法正确是()A．全部地球同时卫星一定处于赤道正上方，但不一定在同一个圆周上B．全部地球同时卫星离地面高度相同，但不一定位于赤道正上方C．全部地球同时卫星向心加速度、线速度、角速度、周期一定相同D．全部地球同时卫星向心加速度大小、线速度大小、角速度和周期一定相等解析：同时卫星高度一定，故A错；同时卫星都在赤道面内，故B错；向心加速度、线速度都是矢量，故C错、D对．答案：D第7页3．最近，科学家经过望远镜看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用时间为1200年，它与该恒星距离为地球到太阳距离100倍．假定该行星绕恒星运行轨道和地球绕太阳运行轨道都是圆周，仅利用以上两个数据能够求出量有()A．恒星质量与太阳质量之比B．恒星密度与太阳密度之比C．行星质量与地球质量之比D．行星运行速度与地球公转速度之比第8页答案：AD

第9页第10页关键点一应用万有引力定律分析天体运动1．天体运动分析方法第11页第12页[例1]天文学家新发觉了太阳系外一颗行星．这颗行星体积是地球4.7倍，质量是地球25倍．已知某一近地卫星绕地球运动周期约为1.4小时，引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，由此估算该行星平均密度最靠近()A．1.8×103kg/m3 B．5.6×103kg/m3C．1.1×104kg/m3 D．2.9×104kg/m3第13页[答案]D

第14页答案：B

第15页第16页第17页4．双星问题天文学家将相距较近、仅在彼此引力作用下运行两颗恒星称为双星．双星运动有以下几个特点：(1)角速度相同；(2)圆心相同，轨道半径之和等于二者间距；(3)彼此之间万有引力提供向心力．[温馨提醒]人造地球卫星绕地球运行时，处于失重状态，并不是不受重力作用，是因为重力完全用来提供向心力．第18页[例2](10分)已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转影响．(1)推导第一宇宙速度v1表示式；(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星运行周期T.第19页第20页第21页答案：B

第22页关键点三卫星在轨运行和变轨问题1．卫星轨道第23页第24页第25页[例3]北京航天飞行控制中心对“嫦娥一号”卫星实施屡次变轨控制并取得成功．首次变轨是在卫星运行到远地点时实施，紧随其后进行3次变轨均在近地点实施．“嫦娥一号”卫星首次变轨之所以选择在远地点实施，是为了抬高卫星近地点轨道高度．一样道理，要抬高远地点高度就需要在近地点实施变轨．如图为“嫦娥一号”某次在近地点A由轨道1变轨为轨道2示意图，以下说法中正确是()A．“嫦娥一号”在轨道1A点处应点火加速B．“嫦娥一号”在轨道1A点处速度比轨道2A点处速度大第26页C．“嫦娥一号”在轨道1A点处加速度比在轨道2A点处加速度大D．“嫦娥一号”在轨道1B点处机械能比在轨道2C点处机械能大[思绪点拨]解答本题可按以下