2027届新高考物理热点精准复习万有引力定律及其应用

2027届新高考物理热点精准复习万有引力定律及其应用内容索引学习目标核心体系活动方案学习目标1.了解开普勒行星运动定律.2.理解万有引力定律.3.能求解行星(或卫星)的运动问题.4.理解卫星追及、双星问题．核心体系活动方案活动一了解开普勒行星运动定律[2025南通阶段练习]2025年2月28日前后，在夜空观察时，太阳系中的土星、水星、海王星、金星、天王星、木星和火星将大致连成一条直线，上演“七星连珠”天象，则下列说法正确的是(

)A.金星和火星在相同时间内与太阳连线扫过的面积相同B.火星在近日点的速度大于火星在远日点的速度C.这些行星的轨迹是椭圆，太阳在椭圆中心D.七星连成一线时角速度恰好相同1B【解析】

根据开普勒第二定律，同一行星在相同时间内与太阳连线扫过的面积相等，但金星和火星是不同行星，轨道参数不同，相同时间内扫过的面积不同，A错误；根据开普勒第二定律，行星在近日点速度最大，远日点速度最小，火星在近日点的速度大于远日点的速度，B正确；开普勒第一定律指出行星轨道是椭圆，但太阳位于椭圆的一个焦点上，而非中心，C错误；行星角速度由轨道半径决定，根据开普勒第三定律，轨道半径越大，公转周期越大，角速度越小，七星连珠时各行星角速度不同，D错误．1.行星运行轨道按圆轨道处理时，半长轴即半径．[2025江苏模拟预测]如图所示为地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，设地球公转周期为T.下列说法正确的是(

)1A.地球做匀变速曲线运动B.冬至时地球公转的角速度比夏至时的大C.夏至时地球的加速度最大B[2025南通期中]科学家通过詹姆斯·韦布空间望远镜又发现了一批“迷你”小行星．若其中一颗小行星到太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的2.5倍，则该小行星绕太阳公转周期约为(

)A.1年 B.2.5年C.4年 D.6.25年2C活动二理解和应用万有引力定律[2025泰州期末]已知地球质量约为火星质量的10倍．一火星探测器在地球与火星之间，当地球对它的引力与火星对它的引力大小相等时，探测器距地球的距离与距火星的距离之比为(

)A.10∶1 B.1∶102C万有引力定律的理解1.内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的__________成反比．2.表达式：F＝________，G为引力常量，通常取G＝6.67×10－11N·m2/kg2，由英国物理学家____________测定．3.适用条件(1)公式适用于_______间的相互作用，当两个物体间的距离远大于物体本身的大小时，物体可视为质点．(2)质量分布均匀的球体可视为质点，r是_________间的距离．二次方卡文迪什质点两球心[2026南通市区期中]如图所示是卡文迪什测量引力常量所用的扭秤装置，已知反射光线在刻度尺上移动的距离与小球m、m′间的引力大小成正比．现将小球m′的质量增加为原来的两倍，m、m′间的距离减小为原来的一半，则反射光线在刻度尺上移动的距离将变为原来的(

)3A.8倍B.4倍C.2倍A[2025扬州期中]如图所示，某星球可以视为均匀圆球，绕AB轴自转，O点为其球心，半径OE与赤道平面的夹角为θ.已知该星球的半径为R，赤道上D处的重力加速度大小为g，北极点A处的重力加速度大小为2g，则E处的自转线速度大小为(

)3B[2025宿迁检测]嫦娥六号进入环月圆轨道，周期为T，轨道高度与月球半径之比为k，引力常量为G，则月球的平均密度为(

)4D天体质量和密度的计算方法(1)天体重力加速度法已知天体表面的重力加速度g和天体半径R.(2)环绕法利用运行天体(以已知周期为例)．测出卫星绕中心天体做匀速圆周运动的半径r和周期T.[2025湖北卷]甲、乙两行星绕某恒星做圆周运动，甲的轨道半径比乙的小．忽略两行星之间的万有引力作用，下列说法正确的是(

)A.甲运动的周期比乙的小B.甲运动的线速度比乙的小C.甲运动的角速度比乙的小D.甲运动的向心加速度比乙的小5A

一般行星(或卫星)绕中心天体的运动可看作匀速圆周运动，所需向心力由中心天体对它的万有引力提供，即F引＝F向.(1)请写出两个常用关系.(2)请分析行星(或卫星)运动的物理量与轨道半径的关系：r越大，v_______，ω_______，an_______，T_______，Ek_______，E_______.manmω2rGM越小越小越小越大越小越大(1)月球的质量M；(2)椭圆轨道Ⅰ上远月点Q距月球表面的高度h.4(2)由题意，设椭圆轨道Ⅰ的半长轴为a，则2a＝2R＋h，解得h＝2R.[2026南通月考]毫秒脉冲星“J0318＋0253”，其自转周期T＝

5.19ms.假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.67×10－11N·m2/kg2.以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为(

)A.5×109kg/m3 B.5×1012kg/m3C.5×1015kg/m3 D.5×1018kg/m36C星球稳定自转的临界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，其临界条件是在星球赤道上的物体所受万有引力全部提供其随星球自转所需要的向心力．活动三分析卫星追及和双星问题[2025南通一模]牛顿著名的“月—地检验”证明了万有引力定律的普适性．某人在地球上观察月球的运动，已知月球的轨道半径r，地球半径R，地球的自转角速度为ω0，地球表面附近的加速度为g，引力常量为G，月球公转和地球自转方向相同．求：(1)地球的质量M；(2)相邻两次观察到月球的时间间隔t.7【答案】(1)物体在地球表面受到的重力与引力近似相等，相邻两次观察到月球，(ω0－ω)t＝2π，

两颗卫星运转方向相同，初始位置与中心天体在同一直线上且相距最近，两者再次相距最近的关系式：(1)角度关系：ω1t－ω2t＝n·2π(n＝1,2，3，…)．[2026南通阶段练习]在两个黑洞合并过程中，由于彼此间的强大引力作用，会形成短时间的双星系统．如图所示，黑洞A、B可视为质点，它们围绕连线上O点做匀速圆周运动，且AO大于BO，不考虑其他天体的影响．下列说法正确的是(

)8A.黑洞A的向心力大于B的向心力B.黑洞A的线速度小于B的线速度C.黑洞A的质量大于B的质量D.两黑洞之间的距离越大，A的周期越大D双星模型如图所示，绕天体连线上某一点转动的两个星体组成的系统，我们称之为双星系统．1.特点(2)