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压轴题04天体物理
一、考向分析
万有引力定律及其应用是一级考点，以选择题为主。万有引力定律是自然界最普遍的一
条定律，2024高考命题中预计很少直接考查万有引力的计算，但万有引力提供向心力是
分析几乎所有天体运动类问题的根本依据，复习时应注重定律的理解及应用。
从常考题型的角度来说，以人造卫星绕地球做圆周运动为背景，考查线速度、角速度、
轨道半径、周期、加速度等物理量的变化，求解中心天体的质量和密度问题，也常涉及
牛顿运动定律和开普勒定律。
二、压轴题要领
热点题型一开普勒定律万有引力定律的理解与应用
1．开普勒行星运动定律
(1)行星绕太阳的运动通常按圆轨道处理．
(2)开普勒行星运动定律也适用于其他天体，例如月球、卫星绕地球的运动．
3
a
(3)开普勒第三定律＝k中，k值只与中心天体的质量有关，不同的中心天体k值不同．
T2
2．万有引力定律
mm
公式F＝G12适用于质点、均匀介质球体或球壳之间万有引力的计算．当两物体为匀质球
2
r
体或球壳时，可以认为匀质球体或球壳的质量集中于球心，r为两球心的距离，引力的方向
沿两球心的连线．
热点题型二万有引力与重力的关系
1．地球表面的重力与万有引力
地面上的物体所受地球的吸引力产生两个效果，其中一个分力提供了物体绕地轴做圆周运动
的向心力，另一个分力等于重力．
(1)在两极，向心力等于零，重力等于万有引力；
(2)除两极外，物体的重力都比万有引力小；
(3)在赤道处，物体的万有引力分解为两个分力F和mg刚好在一条直线上，则有F＝F＋
向向
GMm
2
mg，所以mg＝F－F＝－mRω.
向自
R2
2．星体表面上的重力加速度
mMGM
(1)在地球表面附近的重力加速度g(不考虑地球自转)；mg＝G，得g＝.
R2R2
GMmGM
(2)在地球上空距离地心r＝R＋h处的重力加速度为g′，mg′＝，得g′＝
（R＋h）2（R＋h）2
g（R＋h）2
所以＝.
g′R2
热点题型三中心天体质量和密度的估算
中心天体质量和密度常用的估算方法
使用方法已知量利用公式表达式备注
223
Mm4π4πr
质r、TG＝mrM＝
r2T2GT2
量
Mm
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