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第三讲万有引力定律天体运
高考全景速览
考纲如是说
主要以选择题出现,有时也会作为
解万
算题考查应用知识的能
迫
力定律。认识发现
力定律的重要
考试题对本部分知识的考查重点是围绕天体运动和宇宙
识科学定律对人类未知
都
查对象,命
会计算人造地球
环绕速度
速
线都是围绕万
提供向
黄金代换
也会与数学
速度
知道牛顿力
性,体会人类对自然界的探索是不知识
容与人造卫星、载人航天、探月计划、火星探
断深入的。初步了解相对论时空观
点话题密切联系
包考情面面观
万有引力的考查多与天
类对太空的探究相关;与科技前沿
定律和天体运动是曲线
的延伸,是牛顿运动
能根据素
律和
独立的考点
有用信息,然后结合求解天
维方
要从受
和运动分析两个角
考纲知识解读
解析一}开
开普勒第一定
道定律):所有的行星绕
两个质量分布均匀的球
相互作
算时r是指两球体
轨道都是
所有椭圆的
共焦点
意一个行星
当研究对象不能看成质点时,可以把物体假想分割成无
太阳的连线在
过的面积相
数个质点,求出两物体上每个质点与另一个物
特别提醒」对行星来说,离太阳较近时,行星在相等时
的万有
用矢量合成法则求合力
的弧长
较长,因此运动的速率较
定律的理解
焦点(太
成反比,即
①普遍性。万有引力不仅存在天体星球
客观
普勒第三定律(周期定律):所有行星的轨道的半长轴
在的有质量的物
的三次方
转周期的平方的比值都相等
为
相互性。两个物体间的引力
③宏观性。通常情况下物体间的万有引力很小,只有在质
或天体
附近的物
它的存在才有实
特别提
与行星无关
质际意义,故在地球表面分析物体
要考虑地球
量有关的常数
开普勒常数
物体
做国周运动时
种宇宙速度
第一宇宙速度(环绕速度):是人造地球卫星绕地球
圓轨道的半径,具体计算时常用
做匀速圆周运动的速度
解析二万有引力定律
内容:自然界中任何两个物体都
这两个物体的
乘积成
说明:第一宇宙速度
地球卫星
发射速
造卫星绕地球做匀速
动的最大环绕速度
表达式:F
为引力常
第二宇宙速度(脱离速度):在
发射物体,使之能脱
東缚而成为绕太阳运动的人造行星或飞
用条件:两质点
所需要的最小发射速度,大小为
考总
物理●
3.第三宇宙速度(逃逸速度):在地面上发射物体,使之能脱径和地球自转周期);代入数据得h=3.6
大小为
的高度约为36
军析四
相对于地球静
求自转角速度相同的绕
步卫星,由于相对地
称静止轨道卫星
数据得线速度
所有同步
速度大小都是确
⑤向心加速度一定
加速度
具有恒定的周期(角速度):运转周期与地球自转周期(角特别提醒地球同步卫星
球卫星虽然都绕地球
之间却有着明显
②具有固定的轨道平
平面与赤道平
周期大
般卫
軌道平面是任意白
以与赤道平
面成任意夹
别指地球质
点难点突破
题突
周期T,根据万有
供
有
破一应用万有引
解决万有引力问题的三种思维方式
供
④若已知天体表面的重力加速度g和天体
根
)在运动学上灵活应用以轨道半径为
物体的
似等于天体对物体的
求
表达
能根据题目所给条件和
表达式进行联立求解
题
体视为球体,由体积公式
渡计算
联立可得天体的平均密度,在实际计算中通常还是依据万
表面或表面附近的万有
似等于物体重
体的质量,然后
进行计算。最常见
类型有以下两种
万有引力的具体应
利用天体表面的重力加速度求天体的自身密度
天体
重力加速度
万有
以计算中心天体
根据环绕天
体的已知
天体的密度
体做圆周运动的公转周期T和
星轨道半径为
轨道半径r,根据万有引力提供向心力
半径为R,则
求
天
体的密度为
当环绕天体卫星
知环绕天体绕
体做圆周运动的线速度v和轨道
称“近球模型”)运动时,可认为其轨道半径r等
据万有
体质量M
死
体做圆周运动的线速度v和公参考答案
第
点难
引力定律可得,质
物体在地球表
上时,受
有
为F
,,,质量
在火星表
到
为F
确
D
2.【解
根据开普勒第
故半径
都
只有周期T
万有引力提
C
圆周长公式
知火星与地球
知火星与地球绕太
动的线速
选项B
球绕太
动的角速度大
确
星与地球绕太
考总
物理●
选项D错
虽化训练
GM
物体在北极点静止时所受到的支持力
测器绕月做匀
离地球的束缚,围绕
联立解得
星运动,所
探测器的发射速度
逸度,选项A正确,B错误;由G
也而
的轨道半径可视作稍大
火星表
重力加速
速度,选
地球的第
氿遒半径,所以,地球
轨道卫星的线速度小,选项
速度小于地球的第
速度,选項C错误
期
M,所以地球静止轨道卫
周期
项A正9
力及功能关系解决
确;由a
可知地球
轨道
角速度小,选项C错
兔”在h高处做圓周运动时有C
发射
供
解得加速度
E。在月球表面有
解析
力由行星对
确,选项A、B、C错误
供
球质量为M,半
使赤道上
体“飘”起来
变为近地卫星,则有F
绕速度为
居”行星
环绕速度为
速度
倍。选项
据万有引力提供
解题。由cMm
有引力提供
得,对于地球表面附
折】A卫星沿星体表面做匀速圓
力提供
联立解得
项A
的面积
6.【解析】B行星对卫星的万有引力提供其做匀速圆
星在近
附近扫过的图形
R;行星对处于共表面物体的万有
形,且面积相等,则
等于物体重力,有
根据題意有
所以C正确
参考答案
时,物体受到地球的万有
星体轨道半径变大,线速度变
解析
由几何知识知,每顆恒星做圓
角速度
有引力提
速度为
故加速度与
康做匀速
质量有关,B错误;若距
每颗恒星的质量M都变为原
得
来的2倍,则
知,角速度变为原来
卫星再次经过该建筑物的
星多转动
)t=2π…②,地球表面的物体受
重力等于
线速度
和每颗恒星的质量M
有引力
C错误,D正确。故
解析
根据万有引力提供圓周运动的
力有
速度
度越
对地球转过的角度
正确,A、B、D错误
设两卫星至
距离最远,即B
得
页C
7.【解析】B设体积较
星体质量为
有
总质量
者距离L不变,则角速度
变,B正确;据万有引力提供
增大,所以较大的星体轨道书
断变大

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