高中高考物理天体运动类高考题解策略
高考物理复习 求解天体问题的金钥匙
求解天体问题的金钥匙一、存在问题。
运用万有引力定律、牛顿运动定律、向心力公式等力学规律求解天体（卫星）运动一直是高考命题频率较高的知识点。
要重视这类问题分析的基本规律。
解决本单元问题的原理及方法比较单一，应该不难掌握，但偏偏有相当多的学生颇感力不从心，原因何在？1、物理规律不到位，公式选择无标准。
2、研究对象找不准，已知求解不对应。
3、空间技术太陌生，物理情景不熟悉。
4、物理过程把不准，物理模型难建立。
二、应对策略。
1、万有引力提供向心力。
设圆周中心的天体（中心天体）的质量为M ，半径为R ；做圆周运动的天体（卫星）的质量为m ，轨道半径为r ，线速度为v ，角速度为ω，周期为T ，万有引力常数为G 。
则应有：2r Mm G =r v m 2 ① 2rMm G =m r 2ω ② 2rMm G =m （T 2π）2③ 2rMm G =mg （g 表示轨道处的重力加速度） ④ 注意：当万有引力比物体做圆周运动所需的向心力小时，物体将坐离心运动。
2、在中心天体表面或附近，万有引力近似等于重力。
G 2Mm R =mg 0 （g 0表示天体表面的重力加速度） 注意：在研究卫星的问题中，若已知中心天体表面的重力加速度g 0时，常运用GM ＝g 0R2作为桥梁，可以把“地上”和“天上”联系起来。
由于这种代换的作用巨大，此时通常称为黄金代换式。
三、在一些与天体运行有关的估算题中，常存在一些隐含条件，应加以运用。
①在地球表面物体受到的地球引力近似等于重力。
mg R Mm G2= ②在地球表面附近的重力加速度g=9.8m\s 2。
③地球自转周期T=24h④地球公转周期T=365天。
⑤月球绕地球运动的周期约为30天。
四、应用举例1、天体的运动规律。
①由222rv m r Mm G =可得：r GM v = r 越大，V 越小。
②由r m rMm G 22ω=可得：3r GM =ω r 越大，ω越小。
③由r T m r Mm G 222⎪⎭⎫ ⎝⎛=π可得：GM r T 32π= r 越大，T 越大。
探讨关于高中物理天体力学问题的解题策略
探讨关于高中物理天体力学问题的解题策略摘要：高中时期物理课程是比较重要的学科之一，而高中物理课程中的天体力学也是高考的热点。
天体力学是按照应用力学的规律来对天体的运动和形状进行研究，由于这方面比较抽象，所以很多学生对于这方面的掌握存在困难，天体力学方面的问题以及解题策略需要进行一定的研究和探讨。
关键词：物理；天体力学；策略天体力学是高考的热点，每年基本都会有相关的考题出现。
所以，探讨有关高中物理天体力学方面的解题方法和策略对于提升物理学习水平有着重大的意义。
虽然天体力学方面的知识在课本上的知识点并不多，但是在一些习题中引用天体力学来处理的现象却很常见，且具有很强的综合性。
一、天体力学的概念天体力学是天文学中的一个分支，也是力学和天文学科的交叉学科，它主要是运用力学规律对天体的形状、运动进行研究，其主要研究对象是太阳系内的天体和为数不多的恒星系统。
天体力学主要运用的研究手段是数学，根据天体的形状、变化规律来研究。
一颗苹果无意间落在了牛顿头上，接着他发现了苹果是垂直掉落，并根据其运动轨迹提出万有引力定律。
牛顿的万有引力定律为天体力学奠定了基础。
二、天体力学的考题类型分析及解题策略探讨高考考题中对天体力学知识的考查基本是选择题和填空题，计算题也不算少，但这方面的知识点总是让学生感到困惑，弄不清楚解题方式和思路应该是怎样的，所以需要引起高度重视。
天体间的作用力大部分都是万有引力，而卫星和行星之间的运动就可以看成是一种匀速圆周运动，行星和卫星做圆周运动的向心力就是万有引力。
虽然这方面的题型千变万化，但是只要掌握好解题的两条主要思路，并根据实际情况合理运用，就能掌握此类题目的解题策略。
这两条分别是：其一，将天体的运动看作匀速圆周运动，则天体做圆周运动所需向心力由万有引力提供。
这也是解决此类问题的基本方法和关键，运用时可根据具体情况选用适当的公式进行分析或计算；其二，物体在天体表面的重力大小等于天体对物体的万有引力大小，即“黄金代换”。
物理高考专题-天体运动
天体运动一、开普勒行星运动定律（不仅适用于行星绕太阳，也适用于卫星绕行的运动）第一定律：轨道定律——行星（卫星）绕太阳的运动轨迹是椭圆，太阳（行星）处于椭圆的一个焦点上。
第二定律：面积定律——行星（卫星）与太阳（行星）的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
推论：离中心天体越近，线速度越大，角速度越大。
第三定律：周期定律——轨道半长轴的三次方与周期平方的比值是一个定值，该定值与中心天体有关。
k Ta =23二、求解天体质量的两个思路1、黄金代换式 2gR GM =➩GgR M 2=G ：引力常量 M ：天体自身质量 g ：天体表面重力加速度 R ：天体自身半径 2、利用环绕天体做匀速圆周运动的相关物理量计算中心天体质量——万有引力提供向心力r T m r m r v m r Mm G 2222)2(πω===（r ：环绕天体到中心天体球心的距离）➪ G r v M 2= G r M 32ω= 2324GT r M π= GT v M π23= 3、对应天体密度公式VM=ρ GRgπρ43=3243GR r v πρ= 33243GR r πωρ= 3233R GT r πρ= 32383GR T v πρ=三、中心天体与环绕天体系统各物理量的变化关系rGMv =r ↑ v ↓ 3rGM=ω r ↑ ω↓ GM r T 32π= r ↑ T ↑ 2rGMa n =r ↑ n a ↓ 四、变轨问题升空过程：1→2→3需在Q 点和P 点分别点火加速速度关系：1Q v <2Q v 2P v <3P v又因为1和3轨道均为圆轨道，由r ↑ v ↓可知：2P v <3P v <1Q v <2Q v （2轨道上Q →P 过程中引力做负功）回收过程：3→2→1需在P 点和Q 点分别点火减速，故速度关系仍满足2P v <3P v <1Q v <2Q v 加速度关系：mF a 引=，故21Q Q a a =>32P P a a =。
2025高考物理总复习天体运动的四大问题
=
2
。
1
二、多星模型
所研究星体所受万有引力的合力提供做圆周运动的向心力,除中央星体外,
各星体的角速度或周期相同。常见的多星模型及规律:
①
Gm 2
(2R)2
+
Gm 0 m
=ma 向
R2
常见的三星模型
Gm 2
② L 2 ×cos
30°×2=ma 向
Gm 2
① L 2 ×cos
一、星球的瓦解问题
当星球自转越来越快时,星球对“赤道”上的物体的引力不足以提供向心力
时,物体将会“飘起来”,进一步导致星球瓦解,瓦解的临界条件是赤道上的
0
物体所受星球的引力恰好提供向心力,即 2 =mω2R,得
ω>
0
时,星球瓦解;当
3
ω<
ω=
0
。当
3
0
时,星球稳定运行。
2
=m
r
,
=m
1
1
2
1
2 r2。
2
2
(2)两星的周期、角速度相同,即T1=T2,ω1=ω2。
(3)两星的轨道半径与它们之间的距离关系为r1+r2=L。
(4)两星到圆心的距离
1
r1、r2 与星体质量成反比,即
2
(5)双星的运动周期 T=2π
(6)双星的总质量
3
。
( 1 + 2 )
4π 2 3
1
−
2
=
2-1
(n=1,2,3,…)。
2
典题6 (2023哈师大附中模拟)“海王星冲日”是指地球处在太阳与海王星之
高中物理天体运动问题的解题策略
高中物理天体运动问题的解题策略
高中物理中，天体运动问题是一个非常重要的问题，需要一定的解题策略。
以下是几个解题策略：
1. 明确问题要求：在解题之前，首先要明确问题要求，知道要求解什么。
例如，是求两星体之间的距离，还是求它们的速度等等。
2. 确定参考系：在天体运动问题中，确定参考系是非常重要的。
通常情况下，我们会选择一个惯性参考系作为参考系，这可以简化问题的分析。
3. 确定坐标轴：确定坐标轴是解题的关键之一。
通常情况下，我们会选择一个星体为原点，建立一个笛卡尔坐标系。
这样我们可以很方便地描述两星体之间的相对位置和运动方向。
4. 应用牛顿运动定律：在解题过程中，我们需要应用牛顿运动定律来分析天体运动。
牛顿第二定律可以帮助我们计算天体所受的合力和加速度。
5. 应用牛顿引力定律：天体之间的运动是由引力相互作用而产生的。
因此，我们还需要应用牛顿引力定律，计算两个星体之间的引力大小和方向。
6. 考虑角动量守恒：在某些情况下，我们还需要考虑角动量守恒。
这可以帮助我们计算星体的轨道和轨道速度。
以上是高中物理天体运动问题的解题策略，希望可以对您有所帮助。
- 1 -。
高中物理天体运动问题的解题策略
高中物理天体运动问题的解题策略
1.定义问题：首先要明确问题中所涉及的物理量，包括质量、速度、加速度、力等，确定物理量的符号、方向和单位。
2. 选择坐标系：天体运动问题需要选择合适的坐标系，一般选择惯性系为坐标系，便于描述物体运动的位置和速度。
3. 列方程：根据物理定律和问题描述列出方程式，包括牛顿第二定律、万有引力定律、圆周运动定律等。
4. 解方程：解方程需要掌握代数和三角函数的知识，根据方程式解出所求物理量的值。
5. 分析结果：根据问题所求，对结果进行分析和解释，包括物体的运动状态、运动轨迹、运动速度和加速度的变化等。
在解题过程中，需要注意物理量的单位和精度，尽可能地简化和化简方程，避免使用复杂的数学公式和方法。
同时，还需要根据具体问题进行分析，加强对物理概念和原理的理解和掌握，提高解题能力和思维水平。
- 1 -。
高中物理天体运动问题的解题策略
高中物理天体运动问题的解题策略
高中物理天体运动问题通常涉及到行星、卫星、彗星等天体的运动轨迹、速度、加速度、引力等方面的计算。
针对这类问题，以下是一些解题策略：
1. 确定问题类型：首先需要确定问题是关于天体运动中的何种问题，比如行星绕太阳的轨迹、卫星绕地球的轨迹等。
不同类型的问题涉及到的物理量和计算方法也有所不同。
2. 绘制示意图：在解决天体运动问题时，绘制示意图是非常重要的。
示意图可以帮助我们更好地理解问题，确定物理量的方向和大小，以及引力的作用方向等。
3. 应用牛顿第二定律：天体运动问题通常涉及到引力、质量、速度和加速度等物理量。
根据牛顿第二定律，可以利用物体的质量、速度和加速度之间的关系来解决问题。
4. 应用万有引力定律：天体运动问题中，引力是一个非常重要的物理量。
根据万有引力定律，可以计算出天体之间的引力大小和方向，从而确定其运动轨迹。
5. 应用牛顿万有引力定律：牛顿万有引力定律是一个非常重要的公式，可以用来计算两个天体之间的引力大小。
在解决天体运动问题时，应该熟练掌握该公式的应用。
总之，解决天体运动问题需要具备扎实的物理基础和良好的问题分析能力。
只有掌握了正确的解题策略，才能顺利地解决这类问题。
- 1 -。
浅析“天体运动”考题的破题技巧
浅析“天体运动”考题的破题技巧摘要：“天体运动”是高考常考的内容，但学生做题效果并不理想，个别甚至无从下手破题，为了深刻理解万有引力定律的本质，并且灵活应用定律解决天体运动的问题。
高考复习上，应深化学生的认知，遵循学生的认知，连贯性、条理性的帮助学生抓住主要特点。
关键词：天体运动;破题;开普勒定律;万有引力定律;向心力;圆周运动;重力一、正确认知“开普勒三大定律”开普勒三大定律，应引导学生体会到——正视天体本来的运动是椭圆轨迹的，但是这椭圆比较接近正圆;而且由于开普勒第二定律（面积定律），中学阶段为了简化天体的实际复杂运动，让学生更好地理解天体运动，对天体运动的轨迹可近似看成圆形，太阳放置于圆心位置。
模型简化后，原本某行星有差别的线速度和角速度都大小不变，即匀速圆周运动。
那么，开普勒第三定律就可以表述为“行星绕太阳运动的运动半径的立方与自身公转周期的平方成正比”，不同行星绕同一个中心天体（太阳），则该比值相等。
【例题1】（2018安徽一模）已知地球和火星绕太阳公转轨道半径分别为R1和R2（公转轨迹近似为圆），若把行星与太阳连线扫过的面积与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率，则地球和火星绕太阳公转过程中扫过的面积速率之比是（）A. R1R2B. R1R2C. R2R1D. R2R1解析：由题干“公转轨迹近似为圆”，可知地球和火星的运动可以看成匀速圆周运动，又因为“地球和火星绕太阳公转”，可知地球和火星是绕同一个中心天体太阳做运动，根据开普勒第三定律R31T21=R32T22知，运动的周期之比T1T2=R31R32，在一个周期内扫过的面积之比为S1S2=πR21πR22=R21R22，因为扫过的面积速率为ST，因此扫过的面积速率之比为R1R2，故B项正确，A、C、D均错误。
二、正确理解“万有引力定律”（一）万有引力定律的大小与两物体球心距的平方成反比课本或教辅经常写成F=Gm1m2r2，为了让学生正确而深刻理解这个定律，应在课上适度调整下公式F=Gm1m2L2，L为两个质量物体的球心距（或球心与质点距离、两质点间距离）。
2024届高考物理一轮复习：天体运动热点问题
第四章曲线运动天体运动热点问题【考点预测】1.卫星的变轨问题2. 星球稳定自转的临界问题3. 双星、多星模型4. 天体的“追及”问题5.万有引力定律与几何知识的结合【方法技巧与总结】卫星的变轨和对接问题1．变轨原理(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道Ⅰ上，如图所示．(2)在A点(近地点)点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供卫星在轨道Ⅰ上做圆周运动的向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ.(3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ.2．变轨过程分析(1)速度：设卫星在圆轨道Ⅰ和Ⅲ上运行时的速率分别为v1、v3，在轨道Ⅱ上过A点和B 点时速率分别为v A、v B.在A点加速，则v A>v1，在B点加速，则v3>v B，又因v1>v3，故有v A>v1>v3>v B.(2)加速度：因为在A点，卫星只受到万有引力作用，故不论从轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ上经过A点，卫星的加速度都相同，同理，卫星在轨道Ⅱ或轨道Ⅲ上经过B点的加速度也相同．(3)周期：设卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上的运行周期分别为T1、T2、T3，轨道半径分别为r1、r2(半长轴)、r3，由开普勒第三定律r3T2＝k可知T1<T2<T3.(4)机械能：在一个确定的圆(椭圆)轨道上机械能守恒．若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道的机械能分别为E1、E2、E3，从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ，从轨道Ⅱ到轨道Ⅲ，都需要点火加速，则E1<E2<E3. 【题型归纳目录】题型一：卫星的变轨问题题型二：星球稳定自转的临界问题题型三：双星模型题型四：天体的“追及”问题【题型一】卫星的变轨问题【典型例题】例1．（2023·安徽·校联考模拟预测）《天问》是中国战国时期诗人屈原创作的一首长诗，全诗问天问地问自然，表现了作者对传统的质疑和对真理的探索精神，我国探测飞船天问一号发射成功飞向火星，屈原的“天问”梦想成为现实，也标志着我国深空探测迈向一个新台阶，如图所示，轨道1是圆轨道，轨道2是椭圆轨道，轨道3是近火圆轨道，天问一号经过变轨成功进入近火圆轨道3，已知引力常量G，以下选项中正确的是（）A．天问一号在B点需要点火加速才能从轨道2进入轨道3B．天问一号在轨道2上经过B点时的加速度大于在轨道3上经过B点时的加速度C．天问一号进入近火轨道3后，测出其近火环绕周期T，可计算出火星的平均密度D．天问一号进入近火轨道3后，测出其近火环绕周期T，可计算出火星的质量【方法技巧与总结】卫星的变轨问题卫星变轨的实质卫星速度突然增大卫星速度突然减小练1．（2023·广东·广州市第二中学校联考三模）天问一号火星探测器搭乘长征五号遥四运载火箭成功发射意味着中国航天开启了走向深空的新旅程。
浅析“天体运动”考题的破题技巧
浅析“天体运动”考题的破题技巧在物理学中，“天体运动”是一个重要的知识点，也是高考物理中的一个常见考点。
对于这一知识点的考查，常常涉及到天体的速度、加速度、轨道、能量、牛顿万有引力定律等概念。
考生在考场上应该如何准确、快速地破解这类考题呢？以下是笔者总结的几个破题技巧。
一、把握物理公式对于“天体运动”考题，优秀的考生必须熟练掌握其相关物理公式。
这一类型的考题常涉及到的公式有牛顿万有引力定律、开普勒三定律、圆周运动的速度和加速度公式等等。
熟练掌握这些公式，可以节省考生在解题过程中推导公式的时间，提高解题效率。
二、理解物理概念“天体运动”考题中涉及到的概念很多，如轨道、地心引力、卫星、行星等等。
考生需要理解这些概念的定义、意义和相互关系，才能更好地理解题目。
例如，考题中涉及到卫星的轨道，考生需要知道什么是卫星，什么是轨道，轨道的类型有哪些，不同轨道的特点和区别是什么等等。
只有通过理解这些概念，才能快速解题。
三、抓住问题关键词在“天体运动”考题中，关键词很多，例如“速度”、“能量”、“卫星轨道周期”、“天体间的距离”等等。
考生需要仔细阅读题干，抓住关键词，并结合题目信息进行分析、计算。
例如，在一道求行星轨道半径的题目中，题干中提到了行星的速度和轨道周期，考生可以结合开普勒第三定律公式进行计算。
而在另一道天体引力的计算题目中，需要结合牛顿万有引力定律公式进行计算。
四、建立物理模型在进行“天体运动”类型的物理考题时，考生需要建立清晰的物理模型。
物理模型是指将物理学概念和公式应用到具体的问题上，将问题转化为数学问题。
例如，在一道求卫星轨道速度的题目中，考生可以将卫星看作一个质点，计算其速度所需要的向心力大小，然后结合向心加速度公式计算。
总之，“天体运动”是一个需要深入掌握物理公式、理解物理概念、抓住关键词、建立物理模型的重要知识点。
希望考生在考前做好复习规划、掌握破题技巧，尽情展现自己的优异表现。
高中物理天体运动问题的解题策略第一期
( the 3 rd m idd le Sch ool, Y ux i , Y un na n 65 3100 ) Key W or d s: h igh schoo l p hysic s ; ce lestial bo dy movemen ts ; p rob lem so lving strategy Ab stra ct: P rob lem s o lv ing stra teg ies a re suggested after celestial body mo vem ent p rob lem s are so rted in t o rou gh gro up s and exam p les c ited fro m recen t en tran ce exam ina ti on s fo r co llege.
� 教育教学研究 �
高 中 物 理 天 体 运 动 问 题 的 解 题 策 略
黄 宝 元①
(玉溪三中 ,云南 玉溪 653100 )
[关键词 ]高中物理 ;天体运动 ;解题策略 [摘 要 ]将高中物理教学的中天体运动问题进行了粗略的分类 , 并结合近年来的高考题目阐述了
基本的解题策略 .
[中图分类号 ] G62 2 . 479 [文献标识码 ] A [文章编号 ] 1009 - 9506 ( 2 005 ) 03 - 0062 - 03
GMm0 R
2 0
= m 0ω0 R0 ,
2
π GMm 2 2 2 = mω R , T0 , 2 ω0 R 解上式得 : 代入 : T = 288 年 , T0 = 1 年 , 得 :
R T 2 = ( )3, R0 T0
2024年新高考二轮物理复习专题——天体运动
考情透析命题点考频分析命题特点核心素养天体的质量和密度计算2023年：湖北T2湖南T4辽宁T7北京T12T21浙江（1月）T10浙江（6月）T9全国新课标T4江苏T4重庆T10广东T7海南T9天津T1山东T3本专题主要考查中心天体的质量和密度计算、卫星的发射与变轨，双星和多星等问题。
从命题趋势上来看，分析人造卫星的运动规律是高考热点，高考一般会以近几年国家及世界空间技术和宇宙探索为背景来命题。
物理观念：运用万有引力定律并结合圆周运动规律分析天体或卫星运动的相关问题。
科学思维：构建天体或人造卫星运动的圆周运动模型并结合数学知识进行科学推理。
卫星的发射与变轨双星和多星问题热点突破1天体的质量和密度计算▼考题示例1（2023·辽宁省·历年真题）在地球上观察，月球和太阳的角直径（直径对应的张角）近似相等，如图所示。
若月球绕地球运动的周期为T1，地球绕太阳运动的周期为T2，地球半径是月球半径的k倍，则地球与太阳的平均密度之比约为（）A．2312TkT⎛⎫⎪⎝⎭B．2321TkT⎛⎫⎪⎝⎭C．21321TTk⎛⎫⎪⎝⎭D．22311TTk⎛⎫⎪⎝⎭答案：D解析：设月球绕地球运动的轨道半径为r1，地球绕太阳运动的轨道半径为r2，根据2MmG r ＝224m r T π，可得21m m G r 月地＝21214m r T π月，22m m G r 日地＝22224m r T π地，其中12r r ＝R R 月日＝R kR 地日，ρ＝343m R π，联立可得ρρ地日＝22311T T k ⎛⎫⎪⎝⎭。
跟踪训练1（2023·湖南省·模拟题）（多选）两颗相距较远的行星A 、B 的半径分别为R A 、R B ，距A 、B 行星中心r 处，各有一卫星分别围绕行星做匀速圆周运动，线速度的平方v 2随半径r 变化的关系如图甲所示，两图线左端的纵坐标相同；卫星做匀速圆周运动的周期为T ，lg T －lg r 的图像如图乙所示的两平行直线，它们的截距分别为b A 、b B 。
高考物理天体运动2025年必考点全解
高考物理天体运动2025年必考点全解在高考物理中，天体运动一直是一个重要的考点，它不仅考察了学生对物理概念和规律的理解，还要求学生具备一定的数学运算和逻辑推理能力。
随着高考改革的不断推进，天体运动的考点也在不断变化和更新。
为了帮助同学们更好地备考 2025 年高考物理，本文将对天体运动的必考点进行全面解析。
一、开普勒定律开普勒定律是描述天体运动的基本规律，包括开普勒第一定律（轨道定律）、开普勒第二定律（面积定律）和开普勒第三定律（周期定律）。
开普勒第一定律指出，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
这一定律打破了之前人们认为天体运动轨道是圆形的观念，让我们对天体运动的轨道有了更准确的认识。
开普勒第二定律表明，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
这意味着行星在近日点时运动速度较快，在远日点时运动速度较慢。
开普勒第三定律则是一个定量的关系，即所有行星绕太阳运动的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。
用公式表示为：＄＼frac{a^3}｛T^2}＝k$，其中$a$是轨道半长轴，＄T$是公转周期，＄k$是一个与中心天体有关的常量。
在高考中，开普勒定律通常会以选择题或计算题的形式出现，要求同学们理解定律的内涵，并能够运用定律解决实际问题。
二、万有引力定律万有引力定律是天体运动的核心定律，由牛顿提出。
其表达式为$F=G\frac{m_1m_2}｛r^2}＄，其中$F$表示两个物体之间的万有引力，＄G$是万有引力常量，＄m_1$和$m_2$分别是两个物体的质量，＄r$是两个物体质心之间的距离。
万有引力定律的适用条件是两个质点之间的相互作用，或者是两个质量分布均匀的球体之间的相互作用，此时可以将球体的质量视为集中在球心。
在天体运动中，我们通常利用万有引力定律来计算天体之间的引力，以及研究天体的运动状态。
例如，计算地球表面物体受到的重力、卫星绕地球运动的轨道半径和速度等。
高考物理 年年必考的十大热点问题破解之道 2天体运动问题破解之道-千篇一律“金三角”
天体运动问题破解之道——千篇一律“金三角”天体运动问题是高考的重点内容之一，近几年对这类题目考查的频率很高，无论是全国卷还是独立命题的省份，几乎年年必考，但年年各不相同，真可谓是千变万化．其实这些题在解法上却是千篇一律的，有惊人的相似之处．下面总结一下这类问题的解题方法．一、常用公式总结天体运动问题中公式看似有很多，但仔细归纳起来就三个． １向万F F =当天体在高空运行时,设天体质量为m ，环绕的中心天体质量为M ，轨道半径为r ，则有2r MmGF =万；当天体在星球表面近地环绕运行时,设天体质量为m ，中心天体绕质量为M ，星球半径为Ｒ，则有2R MmGF =万．圆周运动的向心力公式又有多种表达形式，即r Tm r m r v m ma F 22224πω===＝向当天体做匀速圆周运动时，中心天体对它的万有引力提供所需的向心力，所以有向万F F =.又因为万有引力有高空和近地两种形式，向心力又有四种表达式，因此向万F F =就有有8种具体形式．例如ma r Mm G ＝2，R v m RMm G 22＝，r Tm r Mm G 2224π＝等等.２mg F =万如果不考虑地球的自转, 物体m 在星球表面时mg F =万，设天体质量为M ，半径为R ，其表面的重力加速度为g ，则有mg RMmG＝2； 天体在星球高空时,设距球心r 处的重力加速度为g ',则有g m rMmG '＝2．３向F mg =当天体在星球表面近地环绕运行时,也可以看成绕行天体的重力提供所需的向心力，设绕行天体的质量为m,星球表面的重力加速度为g ，则有向F mg =；当天体在高空环绕运行时,天体所在轨道的重力加速度为g '，则有向F g m ='．又因为重力近地时为mg ，高空时为g m '，向心力又有四种表达式，因此向F mg =也有8种具体形式．如果把以上公式总结一下，可以用这样一个三角形表示，如图所示.这个三角形表示的公式几乎可以求解所有的天体运动问题，所以我们称之为“金三角”．下面分别举例说明.二、天体运动问题归类例析 1星球半径问题例1 （2015年海南卷）若在某行星和地球上相对于各自水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为7:2．已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R ，由此可知，该行星的半径为（ ）A.R 21 B. R 27 C. 2R D.R 27解析 设行星表面的重力加速度为g ',水平方向运动的距离为x '，运动时间为t '，在行星表面根据平抛运动公式得t v x '='0 221t g h ''=解得2202x hv g '=' ；同理在地球表面上有222x hv g =，两式相比得4722='='x x g g 在地球表面上有mg RMmG＝2在行星表面上有g m R mM G '''＝2 以上两式相比得27147=⨯⨯=''='g M g M RR ．所以答案为C ．点评 本题先用平抛运动公式求出重力加速度之比，然后用两个“金三角”中的②式相比求解的． 2轨道半径问题例2 （2012·海南）地球同步卫星到地心的距离r 可用地球质量M 、地球自转周期T 与引力常量G 表示为r=_____________.解析 根据万有引力定律及圆周运动知识r T m r Mm G 2224π＝，可得r =点评 本题用的是“金三角”中的①式直接求解的．3质量问题例3 (2015年江苏卷)过去几千年来, 人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内, “行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕. “行星51 peg b ”绕其中心恒星做匀速圆周运动, 周期约为 4 天, 轨道半径约为地球绕太阳运动半径的201. 该中心恒星与太阳的质量比约为( )( A) 1/10 ( B) 1 ( C) 5 ( D) 10解析 “行星51 peg b ” 绕其中心恒星做匀速圆周运动有r T m r m M G ''''''2224π＝ 地球绕其太阳做匀速圆周运动有r Tm r Mm G 2224π＝两式相比得04.14203652322323=⨯=''='T r T r M M 所以答案为B.点评 本题用的是两个“金三角”中的①式相比求解的. 4密度问题例4 (2014年广东卷) 如图所示，飞行器P 绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为θ，下列说法正确的是( )A ．轨道半径越大，周期越长B ．轨道半径越大，速度越大C ．若测得周期和张角，可得到星球的平均密度D ．若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度解析飞行器P 绕星球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有r Tm r Mm G 2224π＝⑴解得GMr T 32π=可知半径越大则周期越大，所以选项A 正确；再根据r v mrMm G 22＝，解得rGMv =可知轨道半径越大则环绕速度越小，所以选项B 错误；有由⑴式还可解得2324GT r M π=，若测得周期T ，则可解出星球的质量M ，如果知道张角θ，则该星球半径为Ｒ＝r sin θ2，再根据2sin334323θππρGT RM ＝＝,所以可得到星球的平均密度，所以选项C 正确，而选项D 无法计算星球半径，则无法求出星球的平均密度，选项D 错误．答案为AC.点评 本题用的是“金三角”中的①式和几何关系求解的. 5向心加速度问题例5 （2013年天津卷） “嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行，标志着我国探月工程的第一阶段己经完成.设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动，它距月球表面的高度为h ，己知月球的质量为M 、半径为R ，引力常量为G ，则卫星绕月球运动的向心加速度a ＝ .解析“嫦娥二号”卫星环绕月球为匀速圆周运动,万有引力提供卫星运动的向心力，有G()2MmR h +=m a ，解得a=()2GMR h +.点评 本题用的是“金三角”中的①式直接求解的. 6 线速度问题例6 (2015年新课标全国I 卷)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，现在月球表面的附近近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，再离月面4m 高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止）；最后关闭发动机，探测器自由下落．已知探测器的质量约为1.3x 310Kg ，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速大约为9.8m/s ，则此探测器A 在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9m/sB 悬停时受到的反冲作用力约为2x 310NC 从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒D 在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度解析 设月球表面附近重力加速度为g ',在月球表面有g m R mM G '''＝2 在地球表面附近有mg RMmG＝2 两式相比代入数据得g g g R M R M g 61817.31222=⨯=''=' 着陆前的瞬间速度s m h g v /6.348.96122=⨯⨯⨯='=，所以选项A 错误；根据平衡条件得反冲力N g m F 3102⨯='=，所以选项B 正确；因为离开近月轨道时有一个悬停过程，相当于“刹车”，推动力做了负功，所以机械能不守恒，选项C 错误；人造卫星在近地圆轨道上运行时有Rm v m g 2=解得gR v =“嫦娥三号”在近月轨道运行时有R v m g m ''='2解得R g R g v 7.3161⨯=''=' 所以v v <'，选项D 正确.答案为BD.点评 本题用的是“金三角”中的②式求出月球表面附近的重力加速度，然后又用两个“金三角”中的③式求解的.7角速度问题例7 （2014年上海卷）动能相等的两人造地球卫星A 、B 的轨道半径之比:1:2A B R R =，它们的角速度之比:A B ωω= ，质量之比:A B m m = ．解析 根据r m r Mm G２＝ω2得出ω＝3r GM ,则ωA : ωB ＝3A R GM ：3BR GM＝22：1 ；又因动能E K ＝12mv 2相等 以及v=ωR ,得出m A : m B ＝2222AAB B RR ωω＝1 ：2 点评 本题用的是“金三角”中的①式求解的. 8周期问题例8 (2014年新课标全国卷Ⅰ)太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”．据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日．已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是( )A.各地外行星每年都会出现冲日现象 B ．在2015年内一定会出现木星冲日C ．天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D ．地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短解析 各行星绕太阳运动时万有引力提供向心力，有r Tm r Mm G 2224π＝解得GMr T 32π=，所以３行地行地）（r r T T =因为冲日现象实质上是角速度大的地球转过的弧度恰好比角速度小的其它行星多出2π，所以相邻两次冲时的时间间隔为＝＝－＝－行地地行地行地T T T T T t -=12222πππωωπ年）（地311rr -，从表达式可得时间t 大于1，只有当 ∞→r 时时间t 才为1年，所以不会每年都出现冲日现象，A 错误；将木星的半径数据代入上式得年）（）（地地地09.12.5111133≈-=-=r r rr t ，上次冲日时间为2014年1月6日，所以2015年内一定会出现木星冲日，B 正确；同理可算出天王星相邻两次冲日的时间间隔为 1.01年．土星两次冲日的时间间隔为1.03年，所以C 错误；由表达式可得时间t 随r 的增大而减小，所以D 正确.答案为BD.点评 本题用的是“金三角”中的①式和圆周运动的追及问题方法来求解的. 9重力加速度问题例9（2012年新课标全国Ⅰ卷）假设地球是一半径为R.质量分布均匀的球体.一矿井深度为 d.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零.矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为A ．1－dRB ．1+d RC ．2⎪⎭⎫ ⎝⎛-R d RD ．2⎪⎭⎫⎝⎛-d R R解析 在地球表面mg R Mm G＝2，又343M R ρπ=，所以243M g G G R R πρ==，因为球壳对球内物体的引力为零，所以在深为d 的矿井内g m d R MmG'-＝2)(，得()()243Mg GG R d R d πρ'==--，所以1g R d d g R R '-==-,答案为A. 点评 本题用的是“金三角”中的②式在地面和矿井深度为d 处两次列方程求解的. 10 能量问题例10 (2014年山东卷)2013年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程．某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想：如图所示，将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到h 高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球．设“玉兔”质量为m ，月球半径为R ，月面的重力加速度为g月．以月面为零势能面，“玉兔”在h 高度的引力势能可表示为E p ＝GMmhR （R ＋h ），其中G为引力常量，M 为月球质量．若忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为( )A.mg 月R R ＋h (h ＋2R )B.mg 月RR ＋h (h ＋2R ) C.mg 月R R ＋h ⎝ ⎛⎭⎪⎫h ＋22R D.mg 月R R ＋h ⎝ ⎛⎭⎪⎫h ＋12R 解析 本题以月面为零势面，开始发射时，“玉兔”的机械能为零，对接完成时，“玉兔”的动能和重力势能都不为零，该过程对“玉兔”做的功等于“玉兔”机械能的增加．忽略月球的自转，月球表面上，“玉兔”所受重力等于地球对“玉兔”的引力，即月＝mg RMmG 2 ⑴，对于在h 高处的“玉兔”，月球对其的万有引力提供向心力，即G Mm （R ＋h ）2＝m v 2R ＋h， “玉兔”的动能E k ＝12mv 2，以上三式联立解得，)(22h R R mg E K +=月；由⑴式可得月＝g R GM 2 ，“玉兔”在h 高度的引力势能可表示为()hR mhRg h R R GMmh E p +=+=月对“玉兔”做的功W ＝E k ＋E p ＝mg 月R R ＋h ⎝ ⎛⎭⎪⎫h ＋12R .所以选项D 正确． 点评 本题用的是“金三角”中的①式和②式结合求解出“玉兔”的速度，然后再得出“玉兔”的动能，从而使问题得解.通过以上分析可见，这十种题型表面上看各不相同，但在解法上用的都是“金三角”中的式子，简单的问题用一个就能求解，复杂的问题要用两个或多个式子相组合求解.其中“金三角”中①式用的最广泛，②式③式次之，应用①式和③式解题的关键就在于选择合适的向心加速度表达式，从而使问题得解．所以天体运动问题的解法可以概括为：天体问题有妙招，千篇一律“金三角”； 关键在选加速度，多式组合见奇效。
高中高考物理天体运动类高考题解策略
咼中物理天体运动类咼考题解策略天体运动是万有引力定律、牛顿运动定律、向心力公式等力学规律应用的实例，也是高考的热点内容之一。
卫星、天体的运动涉及的知识较多，要利用到万有引力定律、牛顿运动定律、圆周运动的相关知识。
在解此类题时不论是定性分析，还是定量计算首先要理清思路，抓住万有引力提供向心力和星球表面上的物体所受重力近似等于星球对其的万有引力的这一基础关系，然后将卫星和天体运动近似处理成匀速圆周运动。
要根据题目选择适量的等量关系式，加以分析解答。
在分析卫星变轨问题时，要抓住卫星做向心运动和离心运动的条件进行分析。
这是解决冋题的根本方法，也是解决冋题的关键。
2 2GMm mgR v 2 2 2F万=2 2 m-^ mr mr（）mg 轨ma 向r r r T类型一：对开普勒行星运动三大定律的考察类遇到天体绕同一中心天体做椭圆运动成圆周运动时，只求周期、运动半径的R3等问题时运用开普勒定律直接求解更方便乌kT2例1:（2008年高考四川卷）1990年4月25日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600km的高空，使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展。
假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行。
己知地球半径为 6.4 xIO 6m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6 xl0 7m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期。
以下数据中最接近其运行周期的是（）A. 0.6小时B.1.6 小时C.4.0 小时D.24小时解析：哈勃望远镜和地球同步卫星都绕地球做圆周运动。
根据开普勒第三定律可得知r 望=7.0*10 6m r同=4.24*10 7mT月=24小时。
因此可以得到T望=1.6小时故选项B正确类型二：考察宇宙速度类宙速度。
它是发射卫星的最小速度，是地球周围所有卫星的最大环绕速度， 脱离 地球万有引力而不再绕地球运动的速度叫做第二宇宙速度v 16.7km/s例2：（ 2008年高考 广东卷）下图是"嫦娥一号奔月"示意图,卫星发射后通 过自带的小型火箭多次变轨，进入 地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕 月卫星,并开展对月球的探测.下列说 法正确的是 （）A. 发射"嫦娥一号"的速度必须达到第三宇宙速度B. 在绕月圆轨道上，卫星的周期与卫星质量有关C. 卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D. 在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力解析：第三宇宙速度是指卫星脱离太阳引力，进入天空的最小速度；在绕月 轨道上由万有引力提供向心力知 F 万 = GM 2m mr （—）2。
高中物理天体运动问题的解题策略
高中物理天体运动问题的解题策略
1. 理解题意：仔细阅读问题，理解运动的基本概念，如速度、加速度、距离等，还要了解天体的基本运动规律，如行星绕着恒星旋转等。
2. 描绘运动图像：将题目中所提供的信息转化为图像，例如用标准化的符号表示物体的运动方向和速度大小，如箭头表示速度，圆圈表示物体等，能够帮助你更好地理解问题。
3. 应用物理公式：对于天体运动问题，需要应用牛顿力学和开普勒定律等基本物理公式，如牛顿第二定律、万有引力定律等，以求解问题。
4. 根据已知条件找到未知量：将已知信息带入公式中，计算出未知量。
同时要留意应用公式时，要注意单位的转换。
5. 检验答案：计算出的答案要与实际情况相符合。
在解答题目时也要注意应用公式的适用性，判断何时需要考虑相对运动、引力的方向等情况。
6. 多角度分析问题：对于复杂的天体运动问题，可以采用不同的方法和角度进行分析，同时利用图像、数学公式和物理规律等多种方法相互印证，以求得正确答案。
浅析“天体运动”考题的破题技巧
浅析“天体运动”考题的破题技巧1. 引言1.1 了解题目要求了解题目要求是解决问题的第一步。
在面对关于“天体运动”的考题时，首先需要明确题目要求是什么，例如要求分析天体运动的规律还是解释天体运动的原因。
只有准确理解题目要求，才能有针对性地进行后续的学习和思考，避免在答题过程中偏离主题或做出错误的推断。
了解题目要求也包括理解题目中可能涉及的知识点和概念。
对于天体运动这一主题，可能涉及到的概念包括行星轨道、引力定律、日地月相对运动等。
在准备考试时，需要事先对这些概念有所了解，以便在考题中能够正确理解和运用相关知识。
了解题目要求是做好“天体运动”考题的关键之一。
只有深入理解题目要求，掌握基础知识，才能在考试中取得更好的成绩。
1.2 掌握基础知识在掌握基础知识方面，需要对天体运动的相关概念和理论有一定的了解。
我们需要掌握太阳、地球、月球等主要天体的基本特征和运动规律。
了解太阳是我们所处的恒星，地球是我们生活的星球，以及月球是地球的卫星，对于理解天体运动至关重要。
需要了解基本的天文学知识，如日心说和地心说等不同的宇宙观。
这些基础知识会帮助我们更好地理解天体运动的规律和原因。
也有助于我们在解题过程中正确理解题目所涉及的概念和理论，避免因为基础知识的不足而产生偏差或错误的答案。
还需要了解一些基本的天文测量方法和工具，如望远镜、光谱仪等。
这些工具对于观测天体运动的轨迹、速度等数据有着重要的作用，也是我们在破解天体运动考题时需要灵活运用的工具之一。
掌握基础知识是我们在破解天体运动考题中的第一步，只有建立扎实的基础，才能更好地理解和解答复杂的问题。
在准备考试时，我们应该注重基础知识的学习和掌握，从而为应对各种考题提供坚实的基础。
2. 正文2.1 分析天体运动的基本概念天体运动是天文学中的重要概念，在考试中也常常会涉及到相关知识点。
为了更好地破解与天体运动相关的考题，首先需要对天体运动的基本概念有清晰的认识。
天体运动的基本概念包括地球自转和公转、太阳的运动、月球的运动等。
高中高考物理天体运动类高考题解策略
高中物理天体运动类高考题解策略天体运动是万有引力定律、牛顿运动定律、向心力公式等力学规律应用的实例，也是高考的热点内容之一。
卫星、天体的运动涉及的知识较多，要利用到万有引力定律、牛顿运动定律、圆周运动的相关知识。
在解此类题时不论是定性分析，还是定量计算首先要理清思路，抓住万有引力提供向心力和星球表面上的物体所受重力近似等于星球对其的万有引力的这一基础关系，然后将卫星和天体运动近似处理成匀速圆周运动。
要根据题目选择适量的等量关系式，加以分析解答。
在分析卫星变轨问题时，要抓住卫星做向心运动和离心运动的条件进行分析。
这是解决问题的根本方法，也是解决问题的关键。
2222222GMm 2F =()mgR v m mr mr mg ma r r r Tπω======万轨向类型一：对开普勒行星运动三大定律的考察类遇到天体绕同一中心天体做椭圆运动成圆周运动时，只求周期、运动半径的等问题时运用开普勒定律直接求解更方便32R k T=例1：（2008年高考 四川卷）1990年4月25 日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600km 的高空，使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展。
假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行。
己知地球半径为6.4 xl06m ，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6 xl07m 这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期。
以下数据中最接近其运行周期的是（）A.0.6小时B.1.6小时C.4.0小时D.24小时解析：哈勃望远镜和地球同步卫星都绕地球做圆周运动。
根据开普勒第三定律可得知32R Tk=T T =望同6r =7.0*10m望7r =4.24*10m同T =24月小时。
因此可以得到T =1.6望小时故选项B 正确类型二：考察宇宙速度类近地卫星的环绕速度GMv R7.9km/sRg===地地通常称为第一宇宙速度。
它是发射卫星的最小速度，是地球周围所有卫星的最大环绕速度，脱离地球万有引力而不再绕地球运动的速度叫做第二宇宙速度16.7/v km s=例2：（2008年高考广东卷）下图是"嫦娥一号奔月"示意图,卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星,并开展对月球的探测.下列说法正确的是（）A.发射"嫦娥一号"的速度必须达到第三宇宙速度B.在绕月圆轨道上,卫星的周期与卫星质量有关C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D.在绕月圆轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力解析：第三宇宙速度是指卫星脱离太阳引力，进入天空的最小速度；在绕月轨道上由万有引力提供向心力知22GMm2F=()mrr Tπ=万。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高中物理天体运动类高考题解策略天体运动是万有引力定律、牛顿运动定律、向心力公式等力学规律应用的实例，也是高考的热点内容之一。
卫星、天体的运动涉及的知识较多，要利用到万有引力定律、牛顿运动定律、圆周运动的相关知识。
在解此类题时不论是定性分析，还是定量计算首先要理清思路，抓住万有引力提供向心力和星球表面上的物体所受重力近似等于星球对其的万有引力的这一基础关系，然后将卫星和天体运动近似处理成匀速圆周运动。
要根据题目选择适量的等量关系式，加以分析解答。
在分析卫星变轨问题时，要抓住卫星做向心运动和离心运动的条件进行分析。
这是解决问题的根本方法，也是解决问题的关键。
2222222GMm 2F =()mgR v m mr mr mg ma r r r Tπω======万轨向 类型一：对开普勒行星运动三大定律的考察类遇到天体绕同一中心天体做椭圆运动成圆周运动时，只求周期、运动半径的等问题时运用开普勒定律直接求解更方便32R k T= 例1：（2008年高考 四川卷）1990年4月25 日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600km 的高空，使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展。
假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行。
己知地球半径为 xl06m ，利用地球同步卫星与地球表面的距离为 xl07m 这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期。
以下数据中最接近其运行周期的是（）A.0.6小时 小时 小时 小时解析：哈勃望远镜和地球同步卫星都绕地球做圆周运动。
根据开普勒第三定律可得知32R T k=33r T r T =望望同同6r =7.0*10m 望7r =4.24*10m同T =24月小时。
因此可以得到T =1.6望小时故选项B 正确 类型二：考察宇宙速度类近地卫星的环绕速度GMv R 7.9km/s R g ===地地通常称为第一宇宙速度。
它是发射卫星的最小速度，是地球周围所有卫星的最大环绕速度，脱离地球万有引力而不再绕地球运动的速度叫做第二宇宙速度16.7/v km s =例2：（2008年高考 广东卷） 下图是"嫦娥一号奔月"示意图,卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨,进入 地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星,并开展对月球的探测.下列说 法正确的是 （ ）A.发射"嫦娥一号"的速度必须达到第三宇宙速度B.在绕月圆轨道上,卫星的周期与卫星质量有关C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D.在绕月圆轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力解析：第三宇宙速度是指卫星脱离太阳引力，进入天空的最小速度；在绕月轨道上由万有引力提供向心力知22GMm 2F =()mr r Tπ=万。
卫星受到月球的万有引力与她到月球中心的距离平方成反比。
卫星的质量m 会约掉，所以卫星的周期与卫星的质量无关；在绕月轨道上，卫星的加速度指向月球球心，由牛顿第二定律知月球对卫星的吸引力大于地球对卫星的吸引力，故选项C 正确。
类型三：人造卫星及同步卫星的运行规律类人造卫星的绕行速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系2v m v v r −−→=−−→∝2mr ωωω−−→=→∝ 2GMm F F r ===万向越高越慢224m r T T T π−−→=−−→∝221GM ma a a r r −−→=−−→∝ 2GMm mg GM gR R =−−→=地地（近地时）（黄金代换） 同步卫星具有五个确定的特征1> 周期确定： 24T h = 2> 轨道平面确定： 所有地球同步卫星的轨道平面都在赤道平面内 3> 运行速度确定：做圆周运动 3.1/v km s =4> 运行高度确定：离地高度为36000km5> 在轨道上位置确定：每个地球同步卫星确定在世界组织规定的位置上例3：（2009年高考 安徽卷）2009年 2 月 11 日,俄罗斯的"宇宙—2251"卫星和美国"铱—33"卫星在西伯利亚上空约 805km 处发生碰撞.这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件.碰撞过程中产生的大量 碎片可能会影响太空环境.假定有甲,乙两块碎片,绕地球运动的轨道都是圆,甲的运行速 率比乙的大,则下列说法中正确的是 （ ）A.甲的运行周期一定比乙的长应用B.甲距地面的高度一定比乙的高C.甲的向心力一定比乙的小D.甲的加速度一定比乙的大解析：本题考查人造卫星和圆周运动的知识。
由v =速度大。
甲碎片的轨道半径小，故选项B 错误。
由公式2T =知甲的周期小，故A 选项错误，由于两碎片的质量未知，无法判断向心力的大小，故C 选项错误。
碎片的加速度指引力加速度，由2GMm ma R= 知2GM a R =知道甲的加速度比乙大，故选项D 正确。
例4：（2008年高考 山东卷）据报道 我国数据中继“卫星天链一号”01星于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道。
关于成功定点后的天链一号01星，下列说法正确的是（）A ．运行速度大于sB ．离地面高度一定，相对地面静止C ．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D ．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 解析：s 是人造卫星的第一宇宙速速，是近地卫星的运转速度，也是人造卫星的最大运行速度，所以同步卫星的运行速度小于s。
A选项错误；根据同步卫星的特点可知到其运行时轨道高度一定，相对地面静止，因此B选项正确；同步卫星运行周期（1天）比月球运行的周期（约28天）小，所以同步卫星的角速度比月球的大，C选项正确。
地球赤道上的物体和同步卫星的角速度相同，但半径不同，根据2r=知卫星的向心加速度大，故D选项错误。
aω类型四：卫星变轨类人造卫星在轨道变换时，有卫星主动原因也有其他原因（如受到阻力）速度发生变化导致万有引力与向心力相等关系被破坏，继而发生向心运动或离心运动，发生变轨。
例5：（1998年高考上海卷）发射地球同步卫星时先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行。
最后再点火。
将卫星送入轨道3，轨道1、2相切于Q点。
轨道2、3相切于P点。
如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）A、卫星在轨道3上的速度大于在轨道1上的速度B、卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C 、卫星在轨道1上经过Q 点的加速度大于它在轨道2上经过Q 点时的加速度D 、卫星在轨道3上经过P 点的加速度大于它在轨道2上经过P 点时的加速度解析：地球对卫星的万有引力提供向心力，卫星在轨道1和轨道3上的运动均可看作是匀速圆周运动，由22GMm mrv r=可知GM v r =道半径越大，卫星在轨道上运行的速度越小 故A 选项错误。
v r ω=3GM rω=故B 选项正确；由2GMm ma r =向 知2GM ra =向a 向的大小与2r 成反比。
在P 点时无论是轨道2还是轨道3运行，到地心的距离相等，因此加速度相等。
在Q 点时轨道1和轨道2离地心的距离相等。
因此加速度相等，故选项C 错误。
例6：（2010年高考 江苏卷）2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A 点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B 为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（ ）A 、在轨道Ⅱ上经过A 的速度小于经过B 的速度B 、在轨道Ⅱ上经过A 的动能小于在轨道Ⅰ上经过A 的动能C 、在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D 、在轨道Ⅱ上经过A 的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A 的加速度 解析：本题考查天体运动的能量、周期、角速度等。
航天飞机轨道Ⅱ上运动时机械能守恒，A 点比B 点的势能大动能小，故选项A 正确。
航天飞机在轨道轨道Ⅱ上过A 点做向心运动，显然速度小于轨道Ⅰ上A 点的速度，故选项B 正确。
对于航天飞机，轨道半径越大其周期越大，故选项C 正确。
由万有引力定律和牛顿第二定律知，航天飞机在两轨道的同一点A 加速度相同，故选项D 错误。
类型五：双星运动类在天体运动中，将两个彼此距离接近行星称为双星，由于两星间的引力而使它们在运动中距离保持不变。
星体在万有引力提供向心力的情况下做圆周运动，故两类做匀速圆周运动的向心力大小相等（为两者之间的万有引力），角速度相同（即周期相同）。
由2F mr mv ωω==知。
两者运行的轨道半径及线速度大小与质量成反比。
例7：（2006年高考 天津卷）神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。
天文学家观测河外星系麦哲伦云时，发现了 LMCX-3 双星系统，它由可见星 A 和不可见的暗星 B 构成，两 星视为质点，不考虑其它天体的影响，A 、B 围绕两者连线上的 O 点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持 不变，如图所示。
引力常量为 G ，由观测能够得到可见星 A 的速率 v 和运行周期。
（1）可见得 A 所受暗星 B 的引力 FA 可等效为位于 O 点处质量为 m/的星体（视为质点）对它的引力，设 A 和 B 的质量分别为 m1、m2。
试求 m/ 的（用 m1、m2 表示）（2） 求暗星 B 的质量 m2 与可见星 A 的速率 v 、 运行周期 T 和质量 m1 之间的关系式；（3）恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量 mI 的两倍，它将有可能成为黑洞。
若可见星 A 的速率52.710/v m s =⨯，运行周期44.710T s π=⨯，质量16s m m =，试通过估算来判断暗星B 有可能是黑洞吗 S 图1 E, r （11226.6710/G Nm kg -=⨯，302.010s m kg =⨯） 解析：（1）设 A 、B 的圆轨道半径分别为1r 、2r ，由题意知，A 、B做匀速圆周运动的角速相同，其为ω。
由牛顿运动运动定律，有211A F m r ω= 222B F m r ω= A B F F =设ＡＢ之间的距离为ｒ．又12r r r =+ 有上诉各式得1212m m r r m += ……1 由万有引力定律有 122A Gm m F r =将１式代入1222121()A m m F G m m r =+ 令,121A Gm m F r = 比较可得3,2212()m m m m =+ ……2 （2）由牛顿第二定律有：,211211Gm m v m r r = (3)又可见Ａ的轨道半径12vTr π= (4)由１、２、３式可得332222()2m v Tm m Gπ=+ (5)（3）将16s m m =代入５式得3222(6)2s m vTm m G π=+代入数据得3222 3.5(6)s s m m m m =+ (6)设2(0)s m nm n =>将其代入６式得32222 3.56(6)(1)s ss m nm m m m n ==++ (7)可见3222(6)s m m m +的值随着ｎ的增大而增大。