第5章 第1课 万有引力定律及其应用-【知识通关宝典】2026年广东高中物理学业水平合格性考试

该高中物理讲义围绕万有引力与宇宙航行高考核心考点，整合万有引力定律及应用、宇宙航行、经典力学局限等高频内容，按“定律内涵-天体运动规律-宇宙速度与力学边界”逻辑架构知识，通过考点梳理、方法指导、真题训练环节，帮助学生系统突破天体运动分析难点。 资料以考频为导向设计分层教学，基础填空巩固物理观念，典例精讲（如变轨问题中轨道半径与周期关系推导）培养科学思维与模型建构能力，配合梯度练习题实现高效复习，助力学生掌握解题方法，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第五章万有引力与宇宙航行 主题 考点考频 考点分析 万有引力定律及其应用 ★★★★ 　　本章考查热点是万有引力在天体运动中的应用,要了解三个宇宙速度,还要了解经典力学的成就与局限性.另外,物理学史和单位制也是每年考试热点,难度都不是很大. 宇宙航行 ★★★ 经典力学的适用范围和局限性、力学单位制、物理学史 ★★★★★ 1万有引力定律及其应用 1.(2024·广东学业合格考第二次·多选)如图是关于地球表面发射卫星时的三种宇宙速度的示意图,下列说法正确的是 (　　) A.在地球表面附近运动的卫星的速度大于第一宇宙速度 B.在地球表面附近运动的卫星的速度等于第一宇宙速度 C.若想让卫星进入月球轨道,发射速度需大于第二宇宙速度 D.若想让卫星进入太阳轨道,发射速度需大于第二宇宙速度 1.万有引力定律 (1)自然界中任何两个物体都相互　　　　,引力的大小与物体质量的乘积成　　　　,与它们之间距离的二次方成　　　　.  (2)万有引力定律公式:　　　　.  (3)万有引力定律适用于一切物体,但用公式计算时,注意有一定的适用条件. ①公式适用于　　　　间的相互作用.  ②当两个物体间的距离　　　　物体本身的大小时,物体可视为质点.  ③均匀球体可视为质点,r为　　　　间的距离.  2.万有引力定律在天文学上的应用 (1)基本方法 ①把天体的运动看成　　　　运动,其所需向心力由　　　　提供.  ②在忽略天体自转影响时,天体表面的　  　　　　　　　　.  (2)估算天体的质量和密度 由G=mr,得M=.即只要测出环绕星体M运转的一颗卫星运转的　半径　和　周期　,就可以计算出　中心　天体的质量.  由ρ=,V=πR3,得ρ=.R为　　　　天体的半径.  当r=R时,即卫星绕天体M表面运行时,ρ=,由此可以测量天体的密度. 3.环绕天体的绕行速度、角速度、周期与半径的关系. (1)由G=m,得v=,即轨道半径越大,绕行线速度　越小　.  (2)由G=mω2r,得ω=,即轨道半径越大,绕行角速度　越小　.  (3)由G=4π2,得T=2π,即轨道半径越大,绕行周期　越大　.  【例1】假设某飞船在变轨前后都绕地球做匀速圆周运动,变轨前和变轨后的轨道半径分别是r1和r2,且r1<r2,如图所示,则变轨后的飞船 (　　) A.线速度增大 B.角速度增大 C.加速度增大 D.周期增大 【解析】根据万有引力提供向心力,则有==mω2r=ma=,可得v=,ω=,a=,T=,变轨后的轨道半径变大,所以变轨后的飞船线速度减小,角速度减小,加速度减小,周期增大,故选项D正确,选项A、B、C错误. 【答案】D 【例2】某卫星绕地球运转的轨道半径为R,周期为T.向外变轨后,卫星的轨道半径增加到4R,则此时该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期是 (　　) A.T B.2T C.8T D.16T 【解析】根据万有引力提供向心力,则有==mω2r=ma=,可得T=,半径增加到4R,代入数据周期变为8T,故选项C正确,选项A、B、D错误. 【答案】C 1.开普勒行星运动定律告诉我们,所有行星绕太阳运动的轨道都是 (　　) A.圆　　　 B.椭圆　　 　C.双曲线 2.设地球表面的重力加速度为g,物体在距地心4R(R是地球半径)处,由于地球的引力作用而产生的重力加速度g',则为 (　　) A.1　 　　　B.　　　　 C. 3.下列说法正确的是 (　　) A.哥白尼是地心说的代表人物 B.开普勒提出日心说 C.日心说是正确的,地心说是错误的 D.开普勒总结了行星运动规律,提出了行星运动三定律 4.对于质量为m1 和m2 的两个物体间的万有引力表达式F=G,下列说法正确的是 (　　) A.只适用于两个质点间的作用 B.当r趋于零时,万有引力趋近于无穷大 C.m1、m2受到的引力总是大小相等,方向相反,是一对平衡力 D.公式中的F应理解为m1、m2所受引力之和 5.已知月球半径为R,若“嫦娥一号”到达距月球表面高为R处时,地面控制中心将其速度调整为v时恰能绕月球做匀速圆周运动.将月球视为质量分布均匀的球体,则月球表面的重力加速度为 (　　) A. B. C. D. 6.某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F.若此物体受到的引力减小到,则此物体距离地面的高度应为(R为地球半径) (　　) A.R B.2R C.4R D.8R 7.环绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,离地面越高 (　　) A.动能越大 B.周期越小 C.线速度越小 D.向心加速度越大 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五章　万有引力与宇宙航行 知识点1　万有引力定律及其应用 历年真题 1.BD　【解析】第一宇宙速度指物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度,所以在地球表面附近运动的卫星的速度等于第一宇宙速度,故A错误,B正确;若卫星发射速度大于第二宇宙速度,则会脱离地球束缚,不会进入月球轨道,故C错误;若想让卫星进入太阳轨道,需要脱离地球束缚,发射速度需大于第二宇宙速度,故D正确.故选BD. 知识点梳理 1.(1)吸引;正比;反比 (2)F=G (3)①质点　②远大于　③两球心 2.(1)①匀速圆周;万有引力 ②物体所受重力近似等于万有引力 (2)半径;周期;中心;中心 3.(1)越小　(2)越小　(3)越大 模拟测试 1.B 2.C　【解析】在地球表面的物体有mg=G,在距地心4R处有mg'=G,故D项正确. 3.D　【解析】托勒密是地心说的代表人物;哥白尼提出了日心说;日心说认为太阳是宇宙的中心,也是错误的,只不过日心说比地心说在认识宇宙的历程上更进一步而已.A、B、C项错误,D项正确. 4.A　【解析】当r趋于零时,此公式不适用. 5.B　【解析】在月球表面,有mg月=G,在距月球表面高为R处时,万有引力提供向心力,有G=,由以上两式,可求得月球表面的重力加速度g月=,B项正确. 6.A　【解析】根据万有引力定律有F=G,可知物体受到的引力减小到时,r变为2R,此时距地面的高度为R,A项正确. 7.C 学科网（北京）股份有限公司 $