2015届高考物理精讲：专题4+万有引力定律及其应用(高考定位+审题破题,含原创题组及解析)

高考定位

关于万有引力定律及应用知识的考查，主要表现在两个方面：(1)天体质量和密度的计算：主要考查对万有引力定律、星球表面重力加速度的理解和计算．(2)人造卫星的运行及变轨：主要是结合圆周运动的规律、万有引力定律，考查卫星在轨道运行时线速度、角速度、周期的计算，考查卫星变轨运行时线速度、角速度、周期以及有关能量的变化．以天体问题为背景的信息题，更是受专家的青睐．高考中一般以选择题的形式呈现．从命题趋势上看，对本部分内容的考查仍将延续与生产、生活以及航天科技相结合，形成新情景的物理题．

考题1 对天体质量和密度的考查

例1 (2014·广东·21改编)如图1所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为θ，下列说法正确的是(




)



图1

A．轨道半径越大，周期越短

B．轨道半径越大，速度越大

C．若测得周期和张角，可得到星球的平均密度

D．若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度

审题突破 根据开普勒第三定律，分析周期与轨道半径的关系；飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，由星球的万有引力提供向心力，根据万有引力定律和几何知识、密度公式可求解星球的平均密度．

Mm4π2

解析 设星球质量为M，半径为R，飞行器绕星球转动半径为r，周期为T.由G＝mrrT2vMm知T＝2π ，r越大，T越大，选项A错误；由G＝m知v＝ ，r越大，vGMrrr

Mm4π2M3πr3Rθ3π越小，选项B错误；由Gm和ρρ＝，又＝sin ，所以ρ＝rT43GTRr223θRGTsin32

所以选项C正确，D错误．




答案 C