2013高考物理一轮复习
专题6万有引力定律和天体运动
万有引力定律是高考的必考内容，也是高考命题的一个热点内容。考生要熟练掌握该定律的内容，还要知道其主要应用，要求能够结合该定律与牛顿第二定律估算天体质量、密度、计算天体间的距离（卫星高度）、以及分析卫星运动轨道等相关问题。要理解环绕速度实际上是卫星在天体表面做匀速圆周运动时的线速度。由于高考计算题量减少，故本节命题应当会以选择题为主，难度较以前会有所降低。
考点1万有引力定律基本公式的理解例1、如图所示，在一个半径为R、质量为M的均匀球体中，紧贴球的边缘挖去一个半径为R2的球形空穴后，对位于球心和空穴中心连线上、与球心相距d的质点m的引力是多大？
考点2与天体有关的估算问题例2、中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球，实地采样送回地球，为载人登月及月球基地选址做准备。设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行，飞船上备有以下实验仪器：A计时表一只，B弹簧秤一把，C已知质量为m的物体一个，D天平一只（附砝码一盒）。在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用时间为t，飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所携带的仪器又进行第二次测量，科学家利用上述两次测量数据便可计算出月球的半径和质量。若已知万有引力常量为G，则：（1）简述机器人是如何通过第二次测量物体在月球所受的重力F。（2）试利用测量数据（用符号表示）球月球的半径和质量。
f【规律总结】万有引力定律在天文上的典型应用就是计算天体的质量、密度、半径，此时要紧口两个关键：一是紧扣一个物理模型：就是将天体（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动；二是紧扣一个物体做圆周运动的动力学特征，即天体（或卫星）的向心力由万有引力提供。考点3描述天体运动的物理量之间的关系、卫星变轨问题例3、“嫦娥一号”探月卫星以圆形轨道绕月飞行，卫星将获取的信息以微波信号发回地球，假设卫星绕月的轨道平面与地月连心线共面，各已知物理量如表中所示：月球表面地球质量月球质量地球半径Ｒ来源教育Mm城R1g1rr1月球半径重力加速度轨道半径轨道半径月球绕地卫星绕月
（1）嫦娥一号在奔月过程中受地球和月球引力相等时离月球面的高度为多少？（2）嫦娥一号绕月球一周所用的时间为多少？
考点4
万有引力与重力的关系、“黄金代换”关系
例4、我国首r