在高考物理中，天体运动是一个重要的知识点，涉及万有引力定律、开普勒定律以及圆周运动的相关公式。为了帮助同学们更好地掌握这部分知识，本文将对相关公式进行归纳总结。

一、万有引力定律

牛顿的万有引力定律是研究天体运动的基础。其表达式为：

\[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} \]

其中：

- \( F \) 是两物体之间的引力；

- \( G \) 是万有引力常量，约为 \( 6.674 \times 10^{-11} \, \text{N·m}^2/\text{kg}^2 \)；

- \( m_1 \) 和 \( m_2 \) 分别是两个物体的质量；

- \( r \) 是两物体质心之间的距离。

二、开普勒三定律

开普勒的三定律是描述行星运动的重要规律。

1. 第一定律（椭圆轨道定律）

行星绕太阳运动的轨道是椭圆形的，太阳位于椭圆的一个焦点上。

2. 第二定律（面积速度恒定定律）

行星与太阳连线在相等时间内扫过的面积相等。

3. 第三定律（调和定律）

行星公转周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比：

\[ T^2 \propto a^3 \]

其中 \( T \) 是公转周期，\( a \) 是轨道半长轴。

三、圆周运动公式

对于天体的匀速圆周运动，可以使用以下公式：

1. 向心加速度

\[ a = \frac{v^2}{r} \]

或者

\[ a = \omega^2 r \]

2. 线速度

\[ v = \frac{2\pi r}{T} \]

3. 角速度

\[ \omega = \frac{2\pi}{T} \]

4. 动能

\[ E_k = \frac{1}{2} m v^2 \]

5. 势能

对于引力场中的物体，其势能为：

\[ E_p = -G \frac{m_1 m_2}{r} \]

四、综合应用

结合以上公式，我们可以解决一些常见的天体运动问题。例如，计算地球卫星的运行周期或确定天体的质量。

通过熟练掌握这些公式，并结合具体题目灵活运用，可以有效应对高考物理中的天体运动部分。希望同学们在复习时能够多加练习，加深理解，为考试做好充分准备！