押全国卷18题：万有引力-备战2024年高考物理临考题号押题（新高考通用）

押全国卷18题：万有引力（结合天宫课堂+科技热点） 核心考点 考情统计 考向预测 备考策略 天体质量和密度估算 不同轨道卫星 变轨问题 多星问题 追及问题 2023·新课标卷17题 考题较大概率从我国航空航天领域取得的巨大成就引入，主要考查的知识点有对天体的运行参量的分析、中心天体质量和密度的估算、万有引力定律的应用、航天器（卫星）变轨中的运动参量和能量的分析、双星和多星模型问题等。常见题型为选择题。 该部分的关键就是如何处理匀速圆周运动和非匀速圆周运动的问题。需要熟练掌握各种参数的计算，以及什么情况下用开普勒第三定律，什么时候用万有引力公式。对变轨问题、多星问题、追及问题等能快速进行模型构建。能准确的写出要求量的表达式，并能快速的进行数据处理。 2022·全国乙卷14题 2021·全国甲卷18题 2021·全国乙卷18题 1．（2023·新课标卷，T17）2023年5月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号，携带约5800kg的物资进入距离地面约400km（小于地球同步卫星与地面的距离）的轨道，顺利对接中国空间站后近似做匀速圆周运动。对接后，这批物资（　　） A．质量比静止在地面上时小 B．所受合力比静止在地面上时小 C．所受地球引力比静止在地面上时大 D．做圆周运动的角速度大小比地球自转角速度大 2．（2023·全国乙卷，T14）2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们（　　） A．所受地球引力的大小近似为零 B．所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零 C．所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等 D．在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小 1.开普勒三大定律 定律 内容 图示/公式 开普勒第一定律 (轨道定律) 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。 开普勒第二定律 (面积定律) 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。 开普勒第三定律 (周期定律) 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。 ，k是一个与行星无关的常量。 2．卫星的发射及运行 在地面附近 静止 忽略自转：G＝mg，故GM＝gR2(黄金代换式) 考虑自转：两极G＝mg ，赤道G＝mg0＋mω2R 卫星的发射的第一宇宙速度 第一宇宙速度的推导 方法一：由G＝m得v1＝ ＝7.9 km/s 方法二：由mg＝m得v1＝＝7.9 km/s 第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度，也是人造卫星的最大环绕速度，此时它的运行周期最短，对于人造地球卫星而言，最小周期：Tmin＝2π ＝5 075 s≈85 min。 (天体)卫星在圆轨道上运行 G＝Fn＝越高越慢，只有T与r变化一致 三种 卫星 (1)近地卫星：在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为7.9 km/s。(2)地球静止卫星（6个一定）：①轨道平面一定（轨道平面和赤道平面重合）；②绕行方向一定（与地球自转的方向一致）；③角速度一定（与地球自转的角速度相同）；④线速度一定；⑤周期一定（与地球自转周期相同）；⑥高度一定（据G＝mr可推出卫星离地面高度h＝r－R≈6R（为恒量））；(3)极地卫星:运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖。 卫星 变轨 (1)由低轨变高轨，瞬时点火加速，稳定在高轨道上时速度较小、动能较小、机械能较大；由高轨变低轨，反之． (2)卫星经过两个轨道的相切点，加速度相等，外轨道的速度大于内轨道的速度． (3)根据开普勒第三定律，半径(或半长轴)越大，周期越长. 3.中心天体质量和密度的估算 类型 分析方法 已知天体表面的重力加速度g和天体半径R。 （自力更生法） 由于G＝mg，则天体质量M＝，结合ρ＝和V＝πR3， 可得天体密度ρ＝＝＝。 已知卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T和轨道半径r。 （借助外援法） 由于G＝mr，则中心天体质量M＝，结合ρ＝和V＝πR3，可得天体的密度ρ＝＝＝；若天体的卫星在天体表面附近环绕天体运动，可认为其轨道半径r等于天体半径R，则天体密度ρ＝（只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T，就可估算出中心天体的密度）。 4.双星模型 模型概述 两星在相互间引力作用下都绕它们连线上的某一点做匀速圆周运动 特点 角速度(周期) 相等 向心力 各自所需的向心力由彼此