【万有引力与航天】是高中物理必修二第六章的核心内容，主要涵盖了人类对天体运动的认识历程、开普勒行星运动定律、万有引力定律、双星系统以及宇宙航行等多个方面。以下是对这些知识点的详细阐述：
一、人类认识天体运动的历史
1. 地心说：这一理论由托勒密提出，认为地球是宇宙的中心，静止不动，其他天体围绕地球转动。
2. 日心说：哥白尼提出了日心说，主张太阳是宇宙中心，地球和其他行星绕太阳运动。伽利略的支持使得这一理论逐渐被接受。
二、开普勒行星运动定律
1. 开普勒第二定律：行星与太阳连线扫过的面积在相等的时间内是相等的，表明行星靠近太阳时速度较快，远离时较慢。
2. 开普勒第三定律：行星公转周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比，公式为 T^2 ∝ a^3。
三、万有引力定律
1. 内容：所有物体间存在引力，引力大小与两物体质量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。
2. 表达式：F = G * (m1*m2) / r^2，其中F是引力，G是万有引力常量，m1和m2是两物体的质量，r是两物体间的距离。
3. 引力常量G的测定：由卡文迪许通过扭秤实验得到，数值为6.67×10^-11 N·m^2/kg^2。
四、万有引力定律的应用
1. 适用于质点间的引力计算，以及均匀球体的引力问题。
2. 在双星系统中，两颗质量相当的恒星以共同的质心为中心作圆周运动，根据万有引力定律，可以得出它们的质量、速度、轨道半径的关系。
五、黄金代换
在忽略星球自转的情况下，星球表面的重力加速度g可用来替代物体所受的万有引力，即F = m*g，这在计算时非常实用。
六、宇宙航行
1. 卫星的分类和轨道：如侦察卫星、通信卫星等，轨道可以是圆形或椭圆形，地球的万有引力提供卫星运动的向心力。
2. 三个宇宙速度：第一宇宙速度（7.9km/s），是绕地球做圆周运动的最小速度；第二宇宙速度（11.2km/s），使物体摆脱地球引力；第三宇宙速度（16.7km/s），使物体逃离太阳系。
3. 人造卫星的运动特性：速度、角速度、周期与轨道半径的关系遵循开普勒第三定律，同时在发射和返回过程中，卫星会经历超重和失重状态。
七、典型卫星
1. 近地卫星：轨道高度较低，环绕半径接近地球半径。
2. 同步卫星：位于地球赤道上方36000km的高度，与地球自转同步，用于通信等目的。
通过对这些知识点的学习，学生可以理解天体运动的基本规律，掌握万有引力定律的应用，并了解宇宙航行的基础知识。在解决实际问题时，如卫星轨道的计算、双星系统的分析等，这些概念和定律起着至关重要的作用。
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