物理经典模型(四：天体)_最新修正版

高中物理高中物理22个经典模型汇总清晰实用高中物理22个经典模型汇总与清晰实用一、引言高中物理作为理科学科的重要组成部分，是学生们接触自然科学的第一步，也是理解世界的窗口。

在学习高中物理的过程中，掌握经典模型是至关重要的。

经典模型能够帮助我们理解自然界的规律，为我们解决问题提供了基本的思路，更好地认识自然界的奥秘，也更好地应对未来的挑战。

本文将汇总高中物理22个经典模型，并探讨它们的清晰实用之处。

二、运动学1. 位移、速度、加速度模型位移、速度、加速度是运动的基本概念，它们之间的关系能够帮助我们描述物体的运动状态，从而解释各种日常运动现象。

2. 牛顿三定律牛顿三定律是力学的基础，这个模型能够帮助我们理解物体受力的情况，进而分析物体的运动状态。

3. 万有引力万有引力模型是物理学中重要的一部分，它描述了物体之间的引力大小与距离的关系，解释了宇宙中广泛存在的引力现象。

4. 匀变速直线运动匀变速直线运动模型描述了物体在力作用下的匀变速直线运动规律，让我们能够准确预测物体的位置随时间的变化。

5. 抛体运动抛体运动模型适用于空中物体在重力作用下的运动，可以帮助我们分析和计算各种投掷运动。

6. 圆周运动圆周运动模型帮助我们理解物体在圆周运动中受力的情况，解释了各种圆周运动中发生的现象。

7. 谐振谐振模型能够帮助我们理解谐振现象产生的原因，也让我们在实际应用中更好地利用谐振的特性。

三、动能和势能8. 动能与势能转化动能和势能的转化模型描述了物体在力的作用下，动能和势能之间相互转化的规律，为我们解释各种能量转化现象提供了理论依据。

9. 机械能守恒机械能守恒模型说明了在某些力场内，物体的机械能守恒，这个规律被广泛应用于各种动力学计算中。

四、波动10. 机械波机械波模型帮助我们理解机械波的传播规律，解释了声音、水波等机械波的传播特性。

11. 光的直线传播光的直线传播模型适用于介质中光的传播规律，让我们能够更好地理解光的传播路径。

物理经典模型（四：天体）［概述］：所谓“行星”模型指卫星绕中心天体，或核外电子绕原子旋转。

它们隶属圆周运动，但涉及到力、电、能知识，属于每年高考必考内容。

［知识点］：人造卫星的运动属于宏观现象，氢原子中电子的运动属于微观现象，由于支配卫星和电子运动的力遵循平方反比律，即，故它们在物理模型上和运动规律的描述上有相似点。

类似一、开普勒运动定律：1、开普勒第一定律：所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．2、开普勒第二定律：对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等．3、开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等．二、万有引力定律：1、内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比．2、公式：F＝G,其中，称为为有引力恒量。

3、适用条件：严格地说公式只适用于质点间的相互作用，当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也可近似使用，但此时r应为两物体重心间的距离．注意：万有引力定律把地面上的运动与天体运动统一起来，是自然界中最普遍的规律之一，式中引力恒量G的物理意义：G在数值上等于质量均为1千克的两个质点相距1米时相互作用的万有引力．4、万有引力与重力的关系：合力与分力的关系。

三、卫星的受力和绕行参数（角速度、周期与高度）：1、由，得，∴当h↑，v↓2、由G=mω2（r+h），得ω=，∴当h↑，ω↓3、由G，得T=∴当h↑，T↑注：（1）卫星进入轨道前加速过程，卫星上物体超重．（2）卫星进入轨道后正常运转时，卫星上物体完全失重．四、三种宇宙速度：（1）第一宇宙速度（环绕速度）：v1=7.9km/s，人造地球卫星的最小发射速度。

也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度。

计算：在地面附近物体的重力近似地等于地球对物体的万有引力，重力就是卫星做圆周运动的向心力．．当r＞＞h时．g h≈g 所以v1＝=7．9×103m/s 第一宇宙速度是在地面附近（h＜＜r），卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度．（2）第二宇宙速度（脱离速度）：v2=11.2km/s，使卫星挣脱地球引力束缚的最小发射速度．（3）第三宇宙速度（逃逸速度）：v3=16.7km/s，使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度．五、两种常见的卫星：1、近地卫星：近地卫星的轨道半径r可以近似地认为等于地球半径R，其线速度大小为v1=7.9×103m/s；其周期为T=5.06×103s=84min。

2.配重锤的作用：因为电梯向上会对空间站有向下的拉力，体平衡掉电梯对空间站的拉力。

3.空间站的地基选址问题：位置：赤道区域原因：空间站位于地球同步轨道上，所以要尽可能的保证空间站和地球同步运动，这样对工程的技术难度要求是最小的，同时空间站和地基一起旋转减少的空间站位置的维持损耗。

赤道上随地球自转的物体(r3、ω3、v3、a3)万有引力的一个分力2.鹊桥中继卫星探测器在月球背面着陆的难度要比在月球正面着陆大很多，其主要的原因在于：由于月球的遮挡，着陆前探测器将无法和地球之间实现通讯。

背面的探测器之间搭了一个“桥A．太空电梯上各点线速度的平方与该点离地球球心的距离成反比B．超级缆绳对P平台的作用力方向指向地心C．若从P平台向外自由释放一个小物块，则小物块会一边朝D．若两空间站之间缆绳断裂，配重空间站将绕地球做椭圆运动，且断裂处为椭圆的远地点【答案】C=v wA．地月系统中，O点更靠近月球B．在五个拉格朗日点中，L1位置上的航天器向心加速度最大C．在五个拉格朗日点中，L2位置上的航天器所需向心力仅由地球引力提供D．在地面附近给航天器一初速度则v0>7.9km/sA．b卫星的速度大于7.9km、、做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为B．a b c、、做匀速圆周运动的周期关系为C．a b c、中，a的线速度较大D．在a bA．a的线速度比bB．角速度大小关系是C．d的向心加速度等于赤道处的重力加速度D．周期关系是c T>A．随着离地面高度的增大，货物的角速度增大B．货物的向心力始终由“太空电梯”对货物的作用力提供C．随着离地面高度的增大，货物的向心加速度增大D．随着离地面高度的增大，货物的线速度减小【答案】Ch=时，宇航员绕地心运动的线速度大小约为A．当0B．当h与地球同步卫星距地面高度相同时，宇航员处于完全失重状态C．h越小，宇航员绕地心运动的向心加速度越大D．h越大，宇航员绕地心运动的角速度越大，线速度越小【答案】B图中圆E表示赤道，S表示卫星，程中，卫星恰好处于地球的阴影区，卫星无法反射太阳光，因此观察者将看不见卫星，设卫星与地心的连线与竖直方向的夹角为q，则由图中几何关系可得：A ．a 的向心加速度大于b 的向心加速度B ．四颗卫星的速度大小关系是：a b c d v v v v >>>A．A、B、C三者所受地球的万有引力B．A、B、C三者的周期C．A、B、C三者的向心加速度D．A、B、C三者运行的动能【答案】BA．Q物体与卫星P的速度相同B．Q物体与卫星P的周期相同C．Q物体处于完全失重状态D．Q物体的向心加速度小于卫星【答案】D【详解】ABD．Q物体停在太空电梯中时与地球同步卫星的角速度相同，根据万有引力提供向心力：A．a的角速度大于b的角速度B．b在相同时间内转过的弧长比c长C．c所受合外力大于d所受合外力A ．AB CF F F >>【答案】B【详解】A ．根据万有引力公式可知：A．2 12a r a Ræö=ç÷èøB．卫星d的运动周期有可能是24小时A．b卫星运动的线速度大于、、中，a的线速度最大B．在a b c、匀速圆周运动的向心加速度大小之比为C．a bA．三颗卫星中A的角速度最大B．卫星B离地球表面的高度为C．三颗卫星中C的线速度最大D．物体D的向心加速度比卫星A．空间站组合体的线速度大于地球的第一宇宙速度B．空间站组合体的周期小于地球自转的周期C．空间站组合体与同步卫星向心加速度大小之比约为6：D．卫星C的向心加速度大于空间站组合体向心加速度【答案】B【详解】A．空间站组合体的线速度小于地球的第一宇宙速度。

高中物理经典解题模型归纳高中物理24个经典模型1、"皮带"模型:摩擦力.牛顿运动定律.功能及摩擦生热等问题.2、"斜面"模型:运动规律.三大定律.数理问题.3、"运动关联"模型:一物体运动的同时性.独立性.等效性.多物体参与的独立性和时空联系.4、"人船"模型:动量守恒定律.能量守恒定律.数理问题.5、"子弹打木块"模型:三大定律.摩擦生热.临界问题.数理问题.6、"爆炸"模型:动量守恒定律.能量守恒定律.7、"单摆"模型:简谐运动.圆周运动中的力和能问题.对称法.图象法.8.电磁场中的"双电源"模型:顺接与反接.力学中的三大定律.闭合电路的欧姆定律.电磁感应定律.9.交流电有效值相关模型:图像法.焦耳定律.闭合电路的欧姆定律.能量问题.10、"平抛"模型:运动的合成与分解.牛顿运动定律.动能定理(类平抛运动).11、"行星"模型:向心力(各种力).相关物理量.功能问题.数理问题(圆心.半径.临界问题).12、"全过程"模型:匀变速运动的整体性.保守力与耗散力.动量守恒定律.动能定理.全过程整体法.13、"质心"模型:质心(多种体育运动).集中典型运动规律.力能角度.14、"绳件.弹簧.杆件"三件模型:三件的异同点,直线与圆周运动中的动力学问题和功能问题.15、"挂件"模型:平衡问题.死结与活结问题,采用正交分解法,图解法,三角形法则和极值法.16、"追碰"模型:运动规律.碰撞规律.临界问题.数学法(函数极值法.图像法等)和物理方法(参照物变换法.守恒法)等.17."能级"模型:能级图.跃迁规律.光电效应等光的本质综合问题.18.远距离输电升压降压的变压器模型.19、"限流与分压器"模型:电路设计.串并联电路规律及闭合电路的欧姆定律.电能.电功率.实际应用.20、"电路的动态变化"模型:闭合电路的欧姆定律.判断方法和变压器的三个制约问题.21、"磁流发电机"模型:平衡与偏转.力和能问题.22、"回旋加速器"模型:加速模型(力能规律).回旋模型(圆周运动).数理问题.23、"对称"模型:简谐运动(波动).电场.磁场.光学问题中的对称性.多解性.对称性.24、电磁场中的单杆模型:棒与电阻.棒与电容.棒与电感.棒与弹簧组合.平面导轨.竖直导轨等,处理角度为力电角度.电学角度.力能角度.高中物理11种基本模型题型1：直线运动问题题型概述：直线运动问题是高考的热点，可以单独考查，也可以与其他知识综合考查。

高中物理24个模型总结电子版在高中物理课程中，模型是理解物理学概念的重要工具。

这些模型帮助学生更好地理解各种物理现象，并且可以帮助他们预测和解释实验结果。

这篇文章将总结高中物理课程中的24个重要模型，帮助读者更好地了解这些概念。

1. 等速直线运动模型在物理学中，等速直线运动是最简单的一种运动情形。

当一个物体在直线上以恒定速度移动时，我们可以使用等速直线运动模型来描述其位置和速度随时间的变化关系。

根据这个模型，物体的位移与其速度成正比，速度大小不变。

2. 自由落体模型自由落体是物理学中常见的一种现象，当物体只受重力作用时，其垂直方向上的运动就可以用自由落体模型来描述。

根据这个模型，物体在自由落体运动中的垂直位移与时间的平方成正比，速度不断增大。

3. 牛顿第一定律模型牛顿第一定律也称为惯性定律，它指出一个物体如果不受外力作用，将保持匀速直线运动或静止状态。

这个模型对于理解物体的运动状态和力的平衡关系非常重要。

4. 牛顿第二定律模型牛顿第二定律是描述物体受力运动的定律，指出物体的加速度与作用在其上的合力成正比。

根据这个模型，可以计算物体的加速度，推断作用力的大小和方向。

5. 牛顿第三定律模型牛顿第三定律也称为作用-反作用定律，它指出任何一个物体向另一个物体施加力时，另一个物体也会向第一个物体施加大小相等、方向相反的力。

这个模型对于理解物体之间的相互作用非常重要。

6. 弹簧振子模型弹簧振子是一种简单的机械振动系统，它由固定在一端的弹簧和一个连接在另一端的物体组成。

根据弹簧振子模型，振子的振动频率与弹簧刚度和振子的质量有关，可以用简谐振动的理论来描述。

7. 阻尼振动模型阻尼振动是指振动系统受到阻尼力的影响，振动幅度逐渐减小的运动。

根据阻尼振动模型，振动系统的振动幅度与振动频率的关系受到阻尼系数的影响，阻尼系数越大，振动幅度减小得越快。

8. 复式电路模型复式电路是由电阻、电感和电容元件组成的电路系统，根据复式电路模型，可以分析交流电路中各种元件之间的相互作用和电流、电压的关系。

Fm 高考常用24个物理模型物理复习和做题时需要注意思考、善于归纳整理，对于例题做到触类旁通,举一反三,把老师的知识和解题能力变成自己的知识和解题能力，下面是物理解题中常见的24个解题模型，从力学、运动、电磁学、振动和波、光学到原子物理,基本涵盖高中物理知识的各个方面.主要模型归纳整理如下：模型一：超重和失重系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度（或此方向的分量a y ) 向上超重（加速向上或减速向下）F =m (g +a ）； 向下失重（加速向下或减速上升)F =m (g -a ） 难点：一个物体的运动导致系统重心的运动绳剪断后台称示数 铁木球的运动 系统重心向下加速 用同体积的水去补充斜面对地面的压力? 地面对斜面摩擦力? 导致系统重心如何运动？模型二:斜面搞清物体对斜面压力为零的临界条件斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定μ=tg θ物体沿斜面匀速下滑或静止 μ> tg θ物体静止于斜面 μ〈 tg θ物体沿斜面加速下滑a=g(sin θ一μcos θ)aθ模型三:连接体是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。

解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。

整体法：指连接体内的物体间无相对运动时，可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程.隔离法：指在需要求连接体内各部分间的相互作用（如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。

连接体的圆周运动：两球有相同的角速度；两球构成的系统机械能守恒(单个球机械能不守恒) 与运动方向和有无摩擦（μ相同)无关，及与两物体放置的方式都无关. 平面、斜面、竖直都一样。

只要两物体保持相对静止记住:N= 211212m F m F m m ++ (N 为两物体间相互作用力）,一起加速运动的物体的分子m 1F 2和m 2F 1两项的规律并能应用⇒F 212m m m N+=讨论：①F 1≠0;F 2=0122F=(m +m )a N=m aN=212m F m m +② F 1≠0;F 2≠0 N= 211212m F m m m F ++(20F =是上面的情况）F=211221m m g)(m mg)(m m ++F=122112m (m )m (m gsin )m m g θ++F=A B B 12m (m )m F m mg ++F 1>F 2 m 1>m 2 N 1〈N 2例如：N 5对6=F Mm （m 为第6个以后的质量) 第12对13的作用力N 12对13=F nm12)m-(nm 2 m 1 Fm 1m 2╰ α模型四：轻绳、轻杆绳只能受拉力，杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。

天体运动模型图解
表面物体m 所受重力 与万有引力关系： 赤道上： 两极上： 某纬度圈上： 高空h 处：
注：除比较重力与纬度关系外，只提星球表重力时，要认为G=F 万。

写出黄金代换：
第一宇宙速度
=近地卫星环绕速度 =最小发射速度 =最大环绕速度： 环绕v= 环绕Ѡ= 环绕T=
注：中心天体确定，以上是确定值。

Ѡ、T
万有引力作向心力公式：
利用v ： 利用Ѡ： 环绕星体的环绕公式： 环绕v= 环绕Ѡ= 2
3
综合
1、理解开三定律 R 3/T 2= 条件：
2、中心天体的密度公式与体积公式：
3、利用黄金代换式涉及到中心天体的g ，还有什么方法可求或测g ：
6
1。

浅析天体运动中的四个模型
天文学研究太阳、行星、卫星、星系和宇宙的运动规律，其中有四种运动模型：平动模型、黎曼模型、张力模型和一元牛顿引力模型。

<b>一、平动模型</b>
平动模型是指天体运动的一种均匀运动，它表示天体运动的方向是垂直于初始力，并且永远不会发生变化。

文艺复兴时期，拉斐尔等科学家基于平动模型，提出了两个新的概念：“自转”和“公转”，从而解释了地球的旋转和公转，以及其他行星的公转。

<b>二、黎曼模型</b>
17世纪，黎曼提出他的椭圆运动模型，认为行星的运动轨迹是椭圆，而太阳位于椭圆长短轴的一端。

此外，他还提出了一种支配规律，该规律将行星运动的轨迹绘制为椭圆表面上的曲线，支配着行星在椭圆轨道上运动的规律。

<b>三、张力模型</b>
天体的运动还受到张力的影响，张力是指引力之外的力，它能够改变天体的运动状态。

18世纪，卢瑟福定义了张力模型，张力可以改变天体的轨道，从而使其保持稳定的运动。

<b>四、一元牛顿引力模型</b>
牛顿提出了一元牛顿引力模型，它描述了两个物体之间的引力。

引力是指物体之间互相作用的力，根据牛顿定律，物体之间的引力与它们之间的距离成正比，与它们质量的乘积成反比。

一元牛顿引力模型解释了万有引力和行星运动，有助于解释两个物体之间的引力和其
它物理现象。

总之，上述运动模型都能够解释天体运动的规律。

这些模型的发展推动了天文学的发展，并为科学家提供了一个系统的解释方法，从而帮助他们更好地理解天体运动。

高中物理50个模型以下是高中物理中的50个模型:
1. 理想气体模型
2. 牛顿第一定律模型
3. 牛顿第二定律模型
4. 简谐运动模型
5. 机械运动模型
6. 弹性碰撞模型
7. 动量守恒模型
8. 功和能量模型
9. 重力模型
10. 万有引力模型
11. 天体运动模型
12. 热力学模型
13. 热传导模型
14. 理想液体模型
15. 浮力模型
16. 空气阻力模型
17. 运动学模型
18. 电流和磁场模型
19. 电势和电场模型
20. 光学模型
21. 光的反射和折射模型
22. 折射定律模型
23. 波动模型
24. 波动光学模型
25. 光学仪器模型
26. 热力学第二定律模型
27. 热传递模型
28. 牛顿第三定律模型
29. 运动的分解模型
30. 弹簧模型
31. 压缩和拉伸模型
32. 振动模型
33. 简谐振动模型
34. 波动方程模型
35. 波动光学模型
36. 波动方程解模型
37. 磁感应模型
38. 电磁场模型
39. 热力学平衡模型
40. 热力学循环模型
41. 热力学效率模型
42. 热力学过程模型
43. 热传导模型
44. 压缩和拉伸模型
45. 弹性碰撞模型
46. 动量守恒模型
47. 简谐运动模型
48. 行星运动模型
49. 惯性模型
50. 量子力学模型。

天体运动模型分析（四大类）中星模型1. 为研究太阳系内行星的运动，需要知道太阳的质量，已知地球半径为R ，地球质量为m ，太阳与地球中心间距为r ，地球表面的重力加速度为g ，地球绕太阳公转的周期为T 。

则太阳的质量为( ) A.4π2r 3T 2R 2g B.T 2R 2g4π2mr 3 C.4π2mgr 2r 3T 2 D.4π2mr 3T 2R 2g 2. 为了测量某行星的质量和半径，宇航员记录了登陆舱在该行星表面做圆周运动的周期T ，登陆舱在行星表面着陆后，用弹簧称称量一个质量为m 的砝码读数为N 。

已知引力常量为G 。

则下列计算中错误的是：（ ）A ．该行星的质量为B ．该行星的半径为C ．该行星的密度为D ．在该行星的第一宇宙速度为3. 过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。

“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的，该中心恒星与太阳的质量比约为（ ） （A ）．（B ）．1 （C ）．5 （D ）．104. 采用不同的方法来估算银河系的质量，会得出不同的结果。

例如按照目侧估算，在离恨河系中心距离R=3109R 0的范围内聚集的质量M=1.51011M 0，其中R 0是地球轨道半径，M 0是太阳质量。

假设银河系的质量聚集在中心，如果观测到离银河系中心距离R 处的一颗恒星的周期为T=3. 75108年，那么银河系中半径为R 的球体内部未被发现的天体的质量约为( ) A 、4.01010 M 0 B 、1.91011M 0 C 、4.01011 M 0 D 、5.51011 M 05. 最近美国宇航局公布了开普勒探测器最新发现的一个奇特的行星系统，命名为“开普勒-11行星系统”，该系统拥有6颗由岩石和气体构成的行星围绕一颗叫做“kepler -11”的类太阳恒星运行。

20XX届物理高考复习专题——天体模型运用万有引力定律求解天体运动问题，是高考每年必考的重要内容，通过对近几年全国及各地高考试题的研究，发现天体问题可归纳为以下四种模型。

一、重力与万有引力关系模型1．考虑地球（或某星球）自转影响，地表或地表附近的随地球转的物体所受重力实质是万有引力的一个分力:由于地球的自转，因而地球表面的物体随地球自转时需要向心力，向心力必来源于地球对物体的万有引力，重力实际上是万有引力的一个分力，由于纬度的变化，物体作圆周运动的向心力也不断变化，因而地球表面的物体重力将随纬度的变化而变化，即重力加速度的值g随纬度变化而变化；从赤道到两极逐渐增大．在赤道上，在两极处，。

例1如图１所示，Ｐ、Ｑ为质量均为m的两个质点，分别置于地球表面不同纬度上，如果把地球看成是一个均匀球体，Ｐ、Ｑ两质点随地球自转做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是：（）A．P、Q做圆周运动的向心力大小相等 B．P、Q受地球重力相等C．P、Q做圆周运动的角速度大小相等 D．P、Q做圆周运动的周期相等解析：随地球自转的物体必与地球有相同的周期、角速度；质量一样的物体在地表不同纬度处所受地球万有引力一般大,但重力和向心力不一般大．正确选项是CD。

2．忽略地球（星球）自转影响，则地球（星球）表面或地球（星球）上方高空物体所受的重力就是地球（星球）对物体的万有引力．例2荡秋千是大家喜爱的一项体育活动．随着科技的迅速发展，将来的某一天，同学们也许会在其它星球上享受荡秋千的乐趣。

假设你当时所在星球的质量是、半径为，可将人视为质点，秋千质量不计、摆长不变、摆角小于90°，万有引力常量为。

那么，（1）该星球表面附近的重力加速度等于多少？（2）若经过最低位置的速度为,你能上升的最大高度是多少？解析：（1）设人的质量为,在星球表面附近的重力等于万有引力，有解得（2）设人能上升的最大高度为,由功能关系得解得二、卫星（行星）模型卫星（行星）模型的特征是卫星（行星）绕中心天体做匀速圆周运动，如图2所示。

双星模型、三星模型、四星模型天体物理中的双星，三星，四星，多星系统是自然的天文现象，天体之间的相互作用依照万有引力的规律，他们的运动规律也同样依照开普勒行星运动的三条基本规律。

双星、三星系统的等效质量的计算，运行周期的计算等都是以万有引力供应向心力为出发点的。

双星系统的引力作用依照牛顿第三定律： F F ，作用力的方向在双星间的连线上，角速度相等，1 2。

【例题 1】天文学家将相距较近、仅在相互的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。

双星系统在银河系中很宽泛。

利用双星系统中两颗恒星的运动特色可计算出它们的总质量。

已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r ，试计算这个双星系统的总质量。

（引力常量为G）【剖析】：设两颗恒星的质量分别为m1、 m2，做圆周运动的半径分别为r 1、r 2，角速度分别为ω 1、ω 2。

依照题意有1 2 ①r1 r2 r ②依照万有引力定律和牛顿定律，有G m1m2 m1w12 r1 ③r 2G m1m2 m1 w22 r1 ④r 2联立以上各式解得m2 r⑤r1m2m1依照解速度与周期的关系知1 2 2⑥T联立③⑤⑥式解得m1 m24 2 3r T 2 G【例题 2】奇异的黑洞是近代引力理论所预知的一种特别天体，探望黑洞的方案之一是观察双星系统的运动规律.天文学家观察河外星系大麦哲伦云时，发现了 LMCX3 双星系统，它由可见星A 和不可以见的暗星 B 组成，两星视为质点，不考虑其他天体的影响.A 、 B 围绕两者连线上的O 点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图4-2 所示 .引力常量为 G，由观测可以获取可见星 A 的速率 v 和运行周期 T.(1) 可见星 A 所受暗星 B 的引力 F a 可等效为位于 O 点处质量为 m ′的星体 (视为质点 )对它的引力，设 A 和 B 的质量分别为 m 1、 m 2，试求 m ′(用 m 1、 m 2 表示 ).(2) 求暗星 B 的质量 m 2 与可见星 A 的速率 v 、运行周期 T 和质量 m 1 之间的关系式；(3) 恒星演化到末期， 若是其质量大于太阳质量 m 的 2 倍，它将有可能成为黑洞 .若可见星 As的速率 v=2.7 ×105 m/s ，运行周期 T=4.7 π×410s ，质量 m 1=6m s ，试经过估计来判断暗星 B 有 可能是黑洞吗？ （×10-11 N ·m 2/kg 2， m s =2.0 ×1030 kg ）剖析：设 A 、 B 的圆轨道半径分别为，由题意知， A 、 B 做匀速圆周运动的角速度同样，设其为。

万有引力 天体运动常考模型 万有引力定律的应用是每年高考的必考内容之一，主要考查：天体的质量或密度的估算、人造卫星的运行规律、同步卫星、双星问题和卫星的发射与变轨等。

一．解决此类问题的基本思路是：(1）在地球表面附近，忽略地球的自转时，可认为重力近似等于万有引力,即mg ＝G 错误!。

(2）把天体的运动近似为匀速圆周运动，则F 万＝F 向。

二、热点问题：卫星的各物理量随轨道半径的变化而变化的规律及卫星的变轨问题1.卫星的各物理量随轨道半径的变化而变化的规律2．卫星的变轨问题卫星的速度增大，应做离心运动，要克服万有引力做负功,其动能要减小,速度也减小，所以稳定后速度减小与卫星原来速度增大并不矛盾，这正是能量守恒定律的具体体现. 三：热点问题:环绕速度与发射速度的比较及地球同步卫星1．环绕速度与发射速度的比较近地卫星的环绕速度7.9m/s,M v G gR R=== 通常称为第一宇宙速度，它是地球周围所有卫星的最大环绕速度，是在地面上发射卫星的最小发射速度。

不同高度处的人造卫星在圆轨道上的运行速度,M v G r=其大小随半径的增大而减小.但是，由于在人造地球卫星发射过程中火箭要克服地球引力做功,所以将卫星发射到离地球越远的轨道，在地面上所需的发射速度就越大.2.地球同步卫星特点(1）地球同步卫星只能在赤道上空。

(2)地球同步卫星与地球自转具有相同的角速度和周期.(3)地球同步卫星相对地面静止.(4）同步卫星的高度是一定的.四、例题赏析1．如图所示是行星m绕恒星M运动的情况示意图，根据开普勒行星运动定律可知下面说法正确的是（）A．速度最大的点是B点 B．速度最小的点是C点C．m从A到B做减速运动D．m从B到A做减速运动2。

假设神舟8号飞船在绕地球椭圆轨道无动力运行，地球的中心位于椭圆的一个焦点上，其中A为椭圆轨道的近地点，B为椭圆轨道的远地点．则飞船从A点开始沿椭圆轨道运行到B 的过程中，下列论述正确的是（）A．飞船受地球引力减小，运行速度也减小B．飞船加速度减小，运行速度增大C．飞船动能增大，飞船重力势能也增大D．飞船的动能减小，飞船机械能减小3。

24个物理模型总结归纳物理模型是指通过建立数学模型或者物理实验来描述和解释物理系统的方法。

在物理学的研究中，各种物理模型被广泛应用于解决各种问题，帮助我们理解和预测自然界中发生的现象和规律。

本文将对24个常见的物理模型进行总结和归纳，以帮助读者更好地理解物理学中的重要概念和原理。

一、质点模型（Particle Model）质点模型是物理学中最简单的模型之一，它将物体简化为一个质点，忽略了物体的大小和形状，仅考虑其位置和质量。

这种模型通常用于研究质点在空间中的运动规律，如自由落体、抛体运动等。

二、弹簧模型（Spring Model）弹簧模型用于描述弹性物体的行为。

它基于胡克定律，即弹簧的伸长或缩短与外力成正比，这种模型被广泛应用于弹簧振子、弹簧劲度系统等物理问题的研究。

三、电路模型（Circuit Model）电路模型用于描述电流和电压在电路中的传递和转换规律。

通过建立电路图和应用基尔霍夫定律、欧姆定律等规律，可以计算电流、电压和阻抗等电路参数，解决各种电路问题。

四、热传导模型（Heat Conduction Model）热传导模型用于描述热量在物体或介质中的传递和分布规律。

它基于热传导方程和傅里叶定律，可以计算热传导过程中的温度变化和热流量等参数，解决热传导问题。

五、光线模型（Ray Optics Model）光线模型用于描述光在直线传播时的规律。

通过光的反射、折射等现象，可以计算光线的传播路径和光的成像特性，解决光学问题，如镜子、透镜等光学器件的成像原理。

六、气体模型（Gas Model）气体模型用于描述气体的状态和行为。

它基于理想气体状态方程和玻意耳定律，可以计算气体的压力、体积和温度等参数，解决气体的扩散、压缩等问题。

七、电磁场模型（Electromagnetic Field Model）电磁场模型用于描述电荷和电流在空间中产生的电场和磁场的分布和相互作用规律。

它基于麦克斯韦方程组，可以计算电荷受力、电流感应等问题，解决电磁场中的电磁现象。

天体运动的各种物理模型一、追赶相逢类型1-1、科学家在地球轨道外侧发现了一颗绕太阳运行的小行星，经过观测该小行星每隔t 时间与地球相遇一次，已知地球绕太阳公转半径是R ，周期是T ，设地球和小行星都是圆轨道，求小行星与地球的最近距离。

解：设小行星绕太阳周期为T /，T />T,地球和小行星没隔时间t 相遇一次，则有/1t t T T -= /tTT t T=-设小行星绕太阳轨道半径为R /,万有引力提供向心力有/2///2/24Mm G m R R Tπ= 同理对于地球绕太阳运动也有 2224Mm G mR R T π= 由上面两式有 /3/232R T R T = /2/3()t R R t T=-所以当地球和小行星最近时 /2/3()t d R R R R t T=-=--1-2、火星和地球绕太阳的运动可以近似看作为同一平面内同方向的匀速圆周运动，已知火星的轨道半径m r 11105.1⨯=火，地球的轨道半径m r 11100.1⨯=地，从如图所示的火星与地球相距最近的时刻开始计时，估算火星再次与地球相距最近需多少地球年？（保留两位有效数字） 解：设行星质量m ，太阳质量为M ，行星与太阳的距离为r ，根据万有引力定律，行星受太阳的万有引力2rmMG F =（2分）行星绕太阳做近似匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有r m ma F 2ω==（2分）Tπω2=（1分） 以上式子联立r T m r mM G 2224π= 故3224r GM T π=（1分） 地球的周期1=地T 年，（1分） 32)()(地火地火r r T T = 火星的周期地地火火T t t T ⋅=3)(（2分）1)100.1105.1(31111⨯⨯⨯=年=1.8年 （1分） 设经时间t 两星又一次距离最近，根据t ωθ=（2分） 则两星转过的角度之差πππθθ2)22(=-=-t T T 火地火地（2分） 年年地火地火火地3.218.118.1111=-⨯=-=-=T T T T T T t （2分，答“2.2年”同样给分）121r r vv = (1分) 在轨道I 上向心加速度为a 1,则有 121ma r MmG= (2分) 同理在轨道II 上向心加速度a=22r v ,则有 m r Mm G =2222r v (2分)由此得22121v r r a =(1分)(2)设喷出气体的质量为m ∆,由动量守恒得mu v m m mv ∆-'∆-=)(1 (3分) 得:m uv r r vv m +'-'=∆12 (2分)2-2、2003年10月15日9时整，我国“神舟”五号载人飞船发射成功，飞船绕地球14圈后，于10月16日6时23分安全返回。