2017高考物理萬有引力相關的知識點包括以下幾個方面:
1. 萬有引力定律:自然界中任何兩個物體都相互吸引,引力的大小與這兩個物體的質量的乘積成正比,與它們距離的平方成反比。
2. 萬有引力定律的適用范圍:只適用于質點間的相互作用。兩個物體間的萬有引力,只要知道其中一個物體的質量$M$和距離$r$,就可以由萬有引力定律得出另一個物體質量$m$。
3. 兩個質點間的萬有引力是保守力,其合力為零。
4. 引力常量$G$的大小:$G = 6.67 \times 10^{- 11}Nm^{2}/kg^{2}$。
5. 萬有引力定律在天體運動中的應用:已知天體的質量,在已知中心天體質量的前提下,已知衛星或行星的環繞半徑可求線速度、角速度、周期等物理量。
此外,高考物理中還可能會涉及到衛星變軌問題、雙星問題、宇宙速度等問題,這些問題都與萬有引力有關。
題目:
某行星和地球繞太陽公轉的軌道在同一平面內,周期分別為T1和T2,在某一時刻兩行星到太陽的距離分別為r1和r2,經過t時間后兩行星與太陽相距最近的距離為s,求該行星的軌道半徑。
解答:
(1)根據開普勒第三定律有:
r31/r32 = T2/T1
(2)根據萬有引力定律有:
F = GmM/r22
(3)經過t時間后,行星繞太陽運動的軌跡半徑為:
r = r1 + v(t)t
其中v(t)為行星繞太陽運動的線速度。
(4)根據題意,兩行星與太陽相距最近的距離為s,則有:
r - s = v(t)t
(5)將(3)(4)式代入(2)式可得:
GmM/r - s = GmM/(r + s)2
化簡可得:
r = (T2s/T1)r2 - s
其中r為行星的軌道半徑。
總結:該行星的軌道半徑為(T2s/T1)r2 - s。這個題目涉及到萬有引力和開普勒第三定律的應用,需要考生能夠理解并運用相關知識進行解題。