专题 万有引力与航天考点串讲 2023-2024学年高一物理下学期期末 人教版2019必修第二册

高一物理（新人教版）2023-2024期末考试考点串讲专题03万有引力与航天01高频考点梳理更快更轻松02考点透视更快更轻松03经典试题欣赏更快更轻松04解题方法与技巧更快更轻松目录CONTENTS02Chapter1高频考点梳理1.开普勒定律的理解与应用（基础）2.万有引力定律及其应用（基础）3.天体质量和密度的估算（重点）4.卫星运行参量的分析（重点）5.卫星变轨问题（重点、难点）6.双星、多星模型（扩展点）02Chapter2考点透视

一.开普勒定律的理解与应用（基础）2．行星绕太阳的运动通常按匀速圆周运动处理。Chapter2考点透视3．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。

Chapter2考点透视二.万有引力定律及其应用（基础）1.万有引力与重力的关系地球对物体的万有引力F可分解为：重力mg、提供物体随地球自转的向心力F向。(1)在赤道上

(2)在两极上

Chapter2考点透视二.万有引力定律及其应用（基础）2．星体表面及上空的重力加速度(以地球为例)(1)地球表面的重力加速度g(不考虑地球自转的影响)，由

(2)地球上空的重力加速度设地球上空距离地心r＝R＋h处的重力加速度为g′，则

Chapter2考点透视三.天体质量和密度的估算（重点）1．重力加速度法：利用天体表面的重力加速度g和天体半径R。

(2)天体密度

2．天体环绕法：测出卫星绕天体做匀速圆周运动的半径r和周期T。(1)由

得天体的质量

Chapter2考点透视三.天体质量和密度的估算（重点）

(2)若已知天体的半径R，则天体的密度(3)若卫星绕天体表面运行，可认为轨道半径r等于天体半径R，则天体密度

Chapter2考点透视四.卫星运行参量的分析（重点）分析人造卫星的运动规律的两条思路(1)万有引力提供向心力，即

(2)天体对其表面的物体的万有引力近似等于重力，即

或gR2＝GM(R、g分别是天体的半径、表面重力加速度)，公式gR2＝GM应用广泛，被称为“黄金代换”。Chapter2考点透视五.卫星变轨问题（重点、难点）1．卫星轨道的渐变

Chapter2考点透视五.卫星变轨问题（重点、难点）

Chapter2考点透视2．卫星轨道的突变由于技术上的需要，有时要在适当的位置短时间内启动飞行器上的发动机，使飞行器轨道发生突变，使其进入预定的轨道。如图所示，发射地球同步卫星时，可以分多过程完成：(1)先将卫星发送到近地轨道Ⅰ，使其绕地球做匀速圆周运动，速率为v1。

Chapter2考点透视

Chapter2考点透视6.双星、多星模型（扩展点）在宇宙空间，还存在两颗或多颗质量差别不大的星体，它们离其他星体很远，在彼此间的万有引力作用下运动，组成双星或多星系统。双星系统轨道比较稳定，很常见，三星及其他更多星体的系统轨道不稳定，非常罕见。下面介绍具有代表性的双星模型1双星模型(1)两颗星体绕公共圆心转动，如图所示。Chapter2考点透视6.双星、多星模型（扩展点）特点①各自所需的向心力由彼此间的万有引力相互提供

②两颗星的周期及角速度都相同，即T1＝T2，ω1＝ω2。③两颗星的轨道半径与它们之间的距离关系为：r1＋r2＝L。Chapter2考点透视6.双星、多星模型（扩展点）④两颗星到轨道圆心的距离r1、r2与星体质量成反比，即

⑤双星的运动周期

02Chapter3经典试题欣赏√【典例1】（23-24高一下·重庆渝北·阶段练习）如图，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆。根据开普勒行星运动定律可知（）A．地球靠近太阳的过程中，运行速率变大B．火星绕太阳运行过程中，速率不变C．火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大D．火星绕太阳运行一周的时间比地球的短Chapter3经典试题欣赏

A．S1<S<S2

B．S1=S=S2

C．S2<S<S1D．S<S2<S1√提示：应用开普勒第二定律解答02Chapter3经典试题欣赏【典例2】（23-24高一下·广东广州·期中）关于重力和万有引力的关系，下列说法正确的是（）A．物体在南极受到的万有引力大于重力B．物体在赤道受到的万有引力大于重力C．离地越高，物体的重力加速度越大D．万有引力是重力的一个分力，因此重力大于万有引力B02Chapter3经典试题欣赏

A02Chapter3经典试题欣赏

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C．若球形区域变为一个空腔，即“矿物”密度为0，则“重力加速度反常值”变为4δ

B02Chapter3经典试题欣赏【典例4】（多选）2024年4月9日在北美洲南部能观察到日全食，此时月球和太阳的视角相等，如图所示。已知地球绕太阳运动的周期约为月球绕地球运动周期的13倍，太阳半径约为地球半径的100倍，地球半径约为月球半径的4倍，月球绕地球及地球绕太阳的运动均可视为圆周运动，根据以上数据可知（）A．地球到太阳的距离与月球到地球的距离之比约为400：1B．地球对月球的引力与太阳对月球的引力之比约为2：1

D．地球与太阳的平均密度之比约为2：1AC02Chapter3经典试题欣赏【素养提升4】（22-23高一下·云南曲靖·期中）已知下面的数据，可以求出地球质量M的是（引力常数G是已知的）（）A．月球绕地球运行的周期T1及月球到地球中心的距离R1B．地球“同步卫星”离地面的高度C．地球绕太阳运行的周期T2及地球到太阳中心的距离R2D．地球半径R和地球表面重力加速度gAD02Chapter3经典试题欣赏【典例5】（23-24高一下·海南·期中）卫星广泛应用于导航、通信、地址勘探、气象等领域。已知地球的半径为R，地球同步卫星距离地面的高度为h，线速度大小为v；离地面高度为R的一颗人造地球卫星的线速度大小为v1，加速度大小为a1；近地卫星的线速度大小为v2，加速度大小为a2；赤道地面上一物体随地球自转的线速度大小为v3。下列关系正确的是（

）

AB02Chapter3经典试题欣赏【素养提升5】（23-24高一下·山东枣庄·期中）中国空间站（CSS）是中国建成的国家级太空实验室。如图所示，空间站A绕地球B以及地球B绕太阳C的运动都可认为是匀速圆周运动。若太阳与地球间的距离是地球与空间站距离的m倍，太阳质量是地球质量的n倍，地球绕太阳运动的周期为T，下列说法正确的是（

）

D．空间站A在组建时轨道会不断的修正是因为其质量不断增加BC02Chapter3经典试题欣赏【典例6】（多选）（23-24高一下·山东临沂·期中）2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球土壤样品返回地球，在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。返回器从月球返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则有关嫦娥五号返回器的变轨运动下列说法正确的是（）A．返回器在轨道II上经过P点时的速度大于返回器在轨道I上经过P点时的速度B．返回器在轨道II上运动经过P时点火向前喷气减速才能进入轨道IIIC．返回器在轨道III上运动到P点时的加速度大于返回器在轨道I上运动到P点时的加速度D．返回器在轨道III上运行的周期大于返回器在轨道II上运行的周期AD02Chapter3经典试题欣赏AB【素养提升6】（多选）（23-24高一下·广东佛山·阶段练习）2023年10月26日17时46分，我国发射的神舟十七号载人飞船与已在轨的空间站组合体完成自主快速交会对接，它们在地球上空的对接过程如图所示，则下列说法中正确的是（）A．神舟十七号的发射速度应大于第一宇宙速度B．神舟十七号进入II轨道后周期变长C．“M卫星”若要与空间站对接，可以在III轨道上点火加速追上空间站D．神舟十七号在II轨道上c点点火加速进入III轨道，此时在III轨道上的c点的加速度大于II轨道上的c点的加速度02Chapter4解题方法与技巧1.天体质量和密度的估算（重点）

02Chapter4解题方法与技巧2.卫星运行参量的分析（重点）卫星运行参量分析问题的解题技巧(1)灵活运用卫星运动的动力学方程的不同表述形式(2)比较卫星与地球表面的物体的运动参量时，可以间接通过比较卫星与同步卫星的参量来确定。

02Chapter4