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万有引力与天体运动

高一　·　本节 18 个知识点
学这一节之前，先确认
圆周运动的描述及向心力
前置
这些是地基。没通的补完再回来 —— 比硬啃快得多。
本节的知识点点进去看讲解
01
1.1 内容物体做匀速圆周运动时，指向圆心的合外力，其大小 $F=m\omega^2r$，方向始终指向圆心。
02
1.2 公式描述物理量之间定量关系的数学表达式，是物理定律的精确化与工具化呈现。
03
1.4 适用条件指物理公式或规律成立所必须满足的物理情境、理想化假设及边界限制条件。
04
2.1 重力与万有引力物体由于地球吸引而受到的力，方向竖直向下，大小与质量成正比。
05
2.2 星球表面与轨道研究天体在星球表面或绕星球做圆周运动时，万有引力提供向心力的物理模型。
06
2.3 重力加速度随高度变化物体在距地心不同距离处，仅受万有引力作用时产生的加速度，随高度增加而减小。
07
3.1 天体运动模型描述天体在万有引力作用下，沿近似圆形轨道绕中心天体做匀速圆周运动的物理模型。
08
3.2 中心天体质量的计算利用万有引力提供向心力原理，通过观测天体轨道半径和周期，反推中心天体质量的物理方法。
09
3.3 卫星环绕速度卫星绕地球做匀速圆周运动时，万有引力完全提供向心力，此时的线速度称为环绕速度。
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3.4 第一宇宙速度物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动所需的最小发射速度，数值约为 7.9 km/s。
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3.5 第二宇宙速度物体挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星所需的最小发射速度。
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3.6 第三宇宙速度物体在地面附近发射，能挣脱太阳引力束缚，飞出太阳系的最小发射速度。
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4.1 开普勒第一定律行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
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4.2 开普勒第二定律行星与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积，即 $S = \frac{1}{2}rvt$ 为定值。
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4.3 开普勒第三定律行星绕太阳公转周期的平方与轨道半长轴的立方成正比，即 $T^2 \propto a^3$。
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5.1 天体运动建模利用牛顿第二定律和万有引力定律，将天体视为质点，建立圆周运动模型求解轨道参数。
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5.2 常见问题类型指圆周运动中向心力由具体力提供或合力充当时的典型力学模型，如绳球、杆球、圆锥摆及水平面圆周运动。
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5.3 初高中思维对比指从初中具象经验、定性描述向高中抽象建模、定量逻辑、理想化模型思维转变的认知跨越。
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