第1个回答 2013-05-24
万有引力定律常结合牛顿第二定律、匀速圆周运动规律和物理建模，考查学生应用知识综合分析天体运动的能力，为每年高考必考试题。随着新课改的推进，试卷结构发生变化，该部分内容以选择题为主要考查题型，常以双星、地球同步卫星、当年航天大事为题材进行出题，难度中等。以下对该部分试题涉及的知识结合2010年全国高考物理试题，进行归类分析。
一、根据万有引力定律分析天体、卫星的运动
天体、卫星的运动近似看成匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供，即，根据实际情况选择不同的关系式；同时利用星球表面物体所受万有引力近似等于物体重力的规律公式，，进行求解问题。
当卫星由于某种原因速度突变时（开启或关闭发动机或空气阻力作用），万有引力就不再提供向心力，卫星将变轨运行，可结合开普勒定律进行解题。
当v增大时，卫星做离心运动，脱离原轨道，轨道半径增大，进入新轨道后，由知其运行速度减小，但重力势能、机械能均增加。当v减小时，卫星做向心运动，脱离原轨道，轨道半径变小，进入新轨道后，由知其运行速度增大，但重力势能、机械能均减小。
（二）变轨运行特征量变化分析问题
二、天体质量和密度计算问题
1．利用天体表面的重力加速度g和天体半径R。
由，得天体质量，天体密度。
2．通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T，轨道半径r。
（1）由万有引力等于向心力，即，得出中心天体质量；
（2）已知天体的半径R，则天体的密度；
（3）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。可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T，就可估测出中心天体的密度。
三、双星运动问题
双星运动问题是指两天体仅在彼此的引力作用下做圆周运动，两天体做圆周运动的向心力由万有引力提供，两天体运动的向心力、角速度和周期相等，质量与半径呈反比。