物理第七章

这是一个关于物理第七章的思维导图，包含行星的运动，宇宙航行，万有引力理论的成就，万有引力定律等内容。

第七章 万有引力与宇宙航行

• 宇宙航行
  • 同步卫星
    • 运行轨道
      • 一定过地心且在赤道平面内的圆形轨道上，绕行方向与地球自转方向一致
    • 特点
      • 周期一定，角速度一定，轨道一定，线速度大小一定，向心加速度大小一定，高度一定
  • 卫星变轨与飞船对接
    • 变轨问题
      • 使卫星的轨道半径变小，需做减速运动。
      • 使卫星的轨道半径变大，需做加速运动。
    • 飞船对接
      • 低轨道飞船与高轨道空间站对接
      • 同一轨道飞船与空间站对接
  • 宇宙速度
    • 第二宇宙速度
      • 11.2km/s
        • 挣脱地球引力离开地球的最小发射速度
    • 第一宇宙速度
      • 7.9km/s
        • 绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度
      • 推导
    • 第三宇宙速度
      • 16.7km/s
        • 挣脱太阳引力的最小发射速度。
  • 人造卫星
    • 沿椭圆轨道运行
      • 地心是椭圆的一个焦点
    • 沿圆轨道运行
      • 地球对卫星的万有引力提供向心力，地心为轨道圆心
  • 卫星追及相遇
    • 两卫星相距最远
      • ω1Δt－ω2Δt＝（2n+1）π
    • 两卫星相距最近
      • ω1Δt－ω2Δt＝2nπ
• 万有引力理论的成就
  • 双星系统
    • 特点
      • 运动半径之和等于他们之间的距离
      • 运动周期，角速度相等。
      • 向心力大小相等
      • 轨道为同心圆
    • 双星间的万有引力提供向心力
      • 周期只与双星的总质量和它们间的距离有关。
  • 计算天体质量
    • 代换法
      • 利用天体表面物体所受重力等于万有引力
    • 环绕法
      • 借助环绕中心天体做匀速圆周运动的行星
  • 计算天梯密度
    • 利用重力加速度
      • 已知g、R
    • 利用天体的行星或卫星
      • 已知T、r
• 万有引力定律
  • 万有引力与重力
    • 万有引力与重力关系
      • 在空中绕地球转动的物体
        • 离地面越高，万有引力越小，物体重力越小。
      • 在地面上随地球自转的物体
        • 南北极点物体的重力有最大值
        • 赤道处物体的重力有最小值
    • 重力加速度的变化
      • 随高度增加，重力加速度逐渐减小。
      • 随纬度增加，重力加速度逐渐减小。
    • 黄金代换
      • gR²＝GM
  • 万有引力定律
    • 内容
      • 自然界中任何两个物体都有相互吸引，引力的方向在它们的连线上。 引力的大小与物体的质量M和m的乘积成正比，与它们之间的距离r的二次方成反比。
    • 适用条件
      • 一个均匀球体与球员一个质点间的相互作用
      • 两个质量分布均匀的球体间相互作用
      • 两物体的距离远远大于物体本身大小
    • 特点
      • 普遍性，相互性，宏观性，特殊性。
  • 行星与太阳间的引力
    • 太阳对行星的引力F与行星的质量m成正比，与r²成反比。
    • 太阳与行星间的引力关系:F＝GMm/r²
      • G与太阳行星都没有关系
      • 引力的方向沿着太阳与行星的连线
  • 引力常量
    • 测定人
      • （英国）卡文迪什
        • 扭秤实验
    • 物理意义
      • 反映了两个质量都是1kg的物体，相距1m时相互引力的大小。
  • 月地检验
• 行星的运动
  • 行星运动学说
    • 地心说
      • 地球是宇宙的中心，是静止不动的。
    • 日心说
      • 宇宙的中心是太阳，地球和其他行星都绕太阳做匀速圆周运动。
  • 开普勒定律
    • 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时间内扫过的面积相等。
    • 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。
    • 第三定律周期定律
      • 所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比相等。