物理万有引力与航天知识点主要包括以下几个方面:
1. 万有引力定律:万有引力定律是自然界中物体间相互作用的基本规律,它适用于所有物体,包括固体、液体、气体、行星、恒星等。这个定律表明,任何两个物体之间都存在引力,引力的大小与这两个物体的质量乘积成正比,与它们之间的距离平方成反比。
2. 航天中的重力问题:在航天领域,重力是一个重要的问题。在太空中,由于没有重力或重力很弱,物体的行为与地球上不同。在太空中,物体不会像在地球上那样下落,而是漂浮或以其他方式运动。这也意味着在太空中建造和操作设施需要全新的方法。
3. 航天器发射:航天器的发射是万有引力与航天中的一个重要话题。航天器的发射需要克服地球引力,以便能够进入太空。这个过程需要一定的推力,以便克服地球引力。对于不同的航天器,其所需的推力大小和发射方向也不同。
4. 太空垃圾:太空垃圾是太空中的人造物体,包括废弃的卫星、火箭残骸、碎片等。这些垃圾对未来的太空任务构成了威胁,因为它们可能会与其他航天器发生碰撞,造成损坏或更严重的后果。
5. 太空探测和望远镜:太空探测和望远镜是万有引力与航天中的另一个话题。太空探测器可以携带各种仪器,以探测和分析太空中的物质、能量和信息。望远镜则可以在地球上对太空进行观察,帮助我们了解宇宙的奥秘。
以上就是物理万有引力与航天的一些主要知识点,这些知识对于理解宇宙、探索太空以及未来的太空任务都非常重要。
例题:
一颗人造卫星在离地面高为h的地方绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,求:
(1)人造卫星的线速度大小;
(2)人造卫星绕地球运动的周期。
【分析】
(1)根据万有引力提供向心力求解线速度大小;
(2)根据万有引力提供向心力和重力等于万有引力列式求解周期。
【解答】
(1)设地球质量为$M$,卫星质量为$m$,根据万有引力提供向心力得:
$G\frac{Mm}{(R + h)^{2}} = m\frac{v^{2}}{R + h}$
解得:$v = \sqrt{\frac{GM}{R + h}}$
又因为$GM = gR^{2}$
所以卫星的线速度大小为:$v = \sqrt{\frac{gR^{2}}{R + h}}$
(2)根据万有引力提供向心力和重力等于万有引力得:
$G\frac{Mm}{(R + h)^{2}} = m(R + h)\omega^{2}$
$mg = G\frac{Mm}{R^{2}}$
解得:$\omega = \sqrt{\frac{gR^{2}}{(R + h)^{3}}}$
又因为周期$T = \frac{2\pi}{\omega}$
所以卫星绕地球运动的周期为:$T = \sqrt{\frac{2\pi(R + h)^{3}}{gR^{2}}}$。