目 錄
第一部分 明晰學(xué)考要求·精準(zhǔn)復(fù)習(xí)
第二部分 基礎(chǔ)知識(shí)梳理·全面提升
第三部分 考點(diǎn)精講精練·對(duì)點(diǎn)突破
考點(diǎn)一：行星的運(yùn)動(dòng)
考點(diǎn)二：萬(wàn)有引力定律
考點(diǎn)三：萬(wàn)有引力理論的成就
考點(diǎn)四：宇宙航行
考點(diǎn)五：相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性
第四部分 實(shí)戰(zhàn)能力訓(xùn)練·滿分必刷
1、了解行星的運(yùn)動(dòng)；
2、了解萬(wàn)有引力定律；
3、了解萬(wàn)有引力理論的成就；
4、了解宇宙航行；
5、了解相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性。
知識(shí)點(diǎn)一、行星的運(yùn)動(dòng)
l．兩種對(duì)立的學(xué)說(shuō)
（1）地心說(shuō)：地球是宇宙的中心，并且靜止不動(dòng)，太陽(yáng)、月亮以及其它一切行星都圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。
（2）日心說(shuō)：太陽(yáng)是宇宙中心并且靜止不動(dòng)，地球和其他行星都繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)。
（3）它們的局限性：都把天體的運(yùn)動(dòng)看得很神圣，認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)必然是最完美、最和諧的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但計(jì)算所得的數(shù)據(jù)和丹麥天文學(xué)家第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)不符。
2．開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律內(nèi)容
德國(guó)人開(kāi)普勒在“日心說(shuō)”的基礎(chǔ)上，總結(jié)了關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的三條規(guī)律，即：
（1）第一定律（軌道定律）：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是 ，太陽(yáng)處在 的一個(gè)焦點(diǎn)上。

（2）第二定律（面積定律）：對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的 相等。
（3）第三定律（周期定律）：所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的 跟它的公轉(zhuǎn)周期的 的比值都相等。eq \f(a3,T2)＝k，k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量。
知識(shí)點(diǎn)二、萬(wàn)有引力定律
1．月—地檢驗(yàn)
（1）檢驗(yàn)?zāi)康模壕S持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與地球上蘋(píng)果下落的力是否為同一性質(zhì)的力。
（2）結(jié)論：加速度關(guān)系也滿足“平方反比”規(guī)律。證明兩種力為同種性質(zhì)的力。
2．萬(wàn)有引力定律
（1）內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成 ，跟它們的距離的二次方成 。
（2）公式：F= 。式中，質(zhì)量的單位用kg，距離的單位用m，力的單位用N，G稱為 。
（3）意義：萬(wàn)有引力定律清楚地向人們揭示，復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的后面隱藏著簡(jiǎn)潔的科學(xué)規(guī)律；它明確地向人們宣告，天上和地下都遵循著完全相同的科學(xué)法則，人類認(rèn)識(shí)自然界有了質(zhì)的飛躍。
（4）萬(wàn)有引力定律適用的條件
①嚴(yán)格地說(shuō)，萬(wàn)有引力定律只適用于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用。不存在當(dāng)r→0，F(xiàn)→∞。
②兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體間的相互作用，也可用本定律來(lái)計(jì)算，其中r是兩個(gè)球體球心間的距離。
3．引力常量G：
（1）1789年，英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許用“扭秤實(shí)驗(yàn)”（如圖所示）比較準(zhǔn)確地測(cè)出了G的數(shù)值。
（2）標(biāo)準(zhǔn)值為G=6.67259×10-11N·m2/kg2，通常取G=6.67×10-11N·m2/kg2。
適用于任何兩個(gè)物體，它在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是1kg的物體相距1m時(shí)的相互作用力。
（3）測(cè)定G值的意義：證明了萬(wàn)有引力的存在；使萬(wàn)有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值。
知識(shí)點(diǎn)三、萬(wàn)有引力理論的成就
1．計(jì)算地球的質(zhì)量
（1）原理：若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，地面上質(zhì)量為m的物體所受的重力近似等于地球?qū)ξ矬w的引力。
（2）關(guān)系式：mg＝
（3）結(jié)果：地球的質(zhì)量為M＝＝5.96×1024kg。
2．計(jì)算天體的質(zhì)量
（1）原理：將天體的運(yùn)動(dòng)近似看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力來(lái)提供。
（2）關(guān)系式：Geq \f(Mm,r2)＝mr（）2
（3）結(jié)果：M＝eq \f(4π2r3,GT2)。
3．天體密度的計(jì)算
（1）一般思路：若天體半徑為R，則天體的密度ρ＝eq \f(M,V)＝eq \f(M,\f(4,3)πR3)，將質(zhì)量代入可求得密度。
（2）結(jié)果：設(shè)星體繞天體運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，周期為T，天體的半徑為R，則有Geq \f(Mm,r2)＝mreq \f(4π2,T2)和M＝ρ·eq \f(4,3)πR3，由兩式得ρ＝eq \f(M,\f(4,3)πR3)＝eq \f(\f(4π2r3,GT2),\f(4,3)πR3)＝eq \f(3πr3,GT2R3)。
特殊情況：當(dāng)衛(wèi)星環(huán)繞天體表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軌道半徑r可認(rèn)為等于天體半徑R，依據(jù)M＝eq \f(4π2r3,GT2)，ρ＝eq \f(M,\f(4,3)πR3)，R＝r，可得：ρ＝eq \f(3π,GT2)。
4．發(fā)現(xiàn)未知天體
（1）海王星的發(fā)現(xiàn)：英國(guó)劍橋大學(xué)的學(xué)生亞當(dāng)斯和法國(guó)年輕的天文學(xué)家勒維耶根據(jù)天王星的觀測(cè)資料，利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算出天王星外“新”行星的軌道。1846年9月23日，德國(guó)的伽勒在勒維耶預(yù)言的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星——海王星。
（2）其他天體的發(fā)現(xiàn)：近100年來(lái)，人們?cè)诤Ｍ跣擒壍乐庥职l(fā)現(xiàn)了閔王星、鬩神星等幾個(gè)較大的天體。
知識(shí)點(diǎn)四、宇宙航行
1．宇宙速度
（1）衛(wèi)星的運(yùn)行速度和發(fā)射速度
①運(yùn)行速度：是指衛(wèi)星在進(jìn)入運(yùn)行軌道后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，滿足v＝eq \r(\f(GM,r))，其大小隨軌道半徑的增大而減小，當(dāng)r為地球半徑（近地衛(wèi)星）時(shí)，對(duì)應(yīng)的速度有最大值v＝ 。
②發(fā)射速度：是指衛(wèi)星在地面附近離開(kāi)發(fā)射裝置的初速度（相對(duì)地球），第一、二、三宇宙速度都是指衛(wèi)星相對(duì)于地球的不同發(fā)射速度，衛(wèi)星在發(fā)射過(guò)程中要克服地球引力做功，發(fā)射越遠(yuǎn)所需發(fā)射速度越大，最小發(fā)射速度為第一宇宙速度v＝ 。
（2）三個(gè)宇宙速度
①第一宇宙速度：v1= 。是人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行（圓周）的最大速度，也是人造地球衛(wèi)星的 發(fā)射速度。又叫 環(huán)繞速度，是人造地球衛(wèi)星在 環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的速度。
②第二宇宙速度：v2= 。衛(wèi)星脫離地球引力的束縛，成為繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的人造行星或飛到其他行星上去所必需的最小發(fā)射速度。又叫脫離速度。
③第三宇宙速度：v3= 。衛(wèi)星脫離太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系以外的宇宙空間所必需的最小發(fā)射速度。又叫逃逸速度。
（3）宇宙速度的意義
當(dāng)發(fā)射速度v與宇宙速度分別有如下關(guān)系時(shí)，被發(fā)射物體的運(yùn)動(dòng)情況將有所不同。
①當(dāng)v v1時(shí)，被發(fā)射物體最終仍將落回地面；
②當(dāng)v1 v v2時(shí)，被發(fā)射物體將環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)，成為地球衛(wèi)星；
③當(dāng)v2 v v3時(shí)，被發(fā)射物體將脫離地球束縛，成為環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的“人造行星”；
④當(dāng)v v3時(shí)，被發(fā)射物體將從太陽(yáng)系中逃逸。
（4）宇宙速度與運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系
①v環(huán)≤ km/s時(shí)，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
② km/sωB>ωC
D．向心加速度aA

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