《高中物理一轮复习讲义》第4章 第4讲 万有引力定律及其应用

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第四章 曲线运动
第4讲 万有引力定律以及应用
【教学目标】1、了解开普勒对行星运动的描述；
2、掌握万有引力定律的内容、公式和适用范围；
3、能熟练解析万有引力定律在天文学上的应用问题
【重、难点】1、天体运动的向心力是由万有引力提供的；
2、天体质量和密度的估算
【知识梳理】
（1）所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆。（ ）
（2）行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，离太阳越远，运行速率越大。（ ）
1
（3）只有天体之间才存在万有引力。（ ）
（4）只要知道两个物体的质量和两个物体之间的距离，就可以由 F＝G计算物体间的万有引力。
（ ）
（5）地面上的物体所受地球的引力方向一定指向地心。（ ）
（6）两物体间的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大。（ ）
（1）德国天文学家开普勒提出天体运动的开普勒三大定律。
（2） 总结了前人的科研成果，在此基础上，经过研究得出了万有引力定律。
（3）英国物理学家 利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量，因此被人们称为“能
称出地球质量的人”
考点一 开普勒行星运动定律与万有引力定律
例1、 关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是(　　)
A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律
B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律
C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因
D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律
变式 1、 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知(　　)
A．太阳位于木星运行轨道的中心
B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
变式 2、北斗卫星导航系统（BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，该系统由 35 颗卫星组成，
2
卫星的轨道有三种：地球同步轨道、中轨道和倾斜轨道。其中，同步轨道半径大约是中轨道半径的
1.5 倍，那么同步卫星与中轨道卫星的周期之比约为(　　)
A． 　　　　　　　 　B． C． D．
（1）行星绕太阳的运动通常按圆轨道处理。
（2）开普勒行星运动定律也适用于其他天体，例如月球、卫星绕地球的运动。
（3）开普勒第三定律＝k中，k值只与中心天体的质量有关，不同的中心天体 k值不同。
考点二 万有引力的“两点理解”
1．两物体相互作用的万有引力是一对作用力和反作用力．
2．地球上的物体受到的重力只是万有引力的一个分力．
如图所示，地球对物体的万有引力 F表现为两个效果：一是重力 mg，二是提供物体随地球自
转的向心力 F向．
（1）在赤道上：G＝mg1＋mω 2
R
（2）在两极上：G＝mg2
（3）在一般位置：万有引力 G等于重力 mg 与向心力 F向的矢量和．
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