高一物理必修二天體運動萬有引力定律的應(yīng)用(共8頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上天體運動萬有引力定律的應(yīng)用1如圖所示，土星和火星都在圍繞太陽公轉(zhuǎn)，根據(jù)開普勒行星運動定律可知A. 土星遠離太陽的過程中，它的速度將減小B. 土星和火星繞太陽的運動是完美的勻速圓周運動C. 土星比火星的公轉(zhuǎn)周期大D. 土星遠離太陽的過程中，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積逐漸增大2在物理學(xué)發(fā)展過程中，很多科學(xué)家做出了巨大的貢獻，下列說法中符合事實的是A. 從今天看來，哥白尼提出的“日心說”是正確的B. 牛頓提出了萬有引力定律C. 開普勒認為太陽系中各大行星的運動方向總是與它和太陽的連線垂直D. 第谷首先提出了地球繞太陽的運動軌道是橢圓軌道運動而不是圓軌道3下列說法中

2、符合物理史實的是A. 伽利略發(fā)現(xiàn)了行星的運動規(guī)律，開普勒發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律B. 哥白尼創(chuàng)立地心說，“地心說”是錯誤的, “日心說”是對的,太陽是宇宙的中心C. 牛頓首次在實驗室里較準確地測出了萬有引力常量D. 牛頓將行星與太陽、地球與月球、地球與地面物體之間的引力規(guī)律推廣到宇宙中的一切物體，得出了萬有引力定律4假設(shè)人造地球衛(wèi)星做勻速圓周運動，當(dāng)它的軌道半徑增大到原來的2倍時（）A. 根據(jù)，衛(wèi)星受到的向心力增為原來的2倍B. 根據(jù)，衛(wèi)星受到的向心力減為原來的C. 根據(jù)，衛(wèi)星受到的向心力減為原來的D. 根據(jù)，衛(wèi)星受到的向心力保持不變5我國月球探測活動的第一步“繞月”工程和第二步“落月”工程已按計劃

3、在2013年以前順利完成。假設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0，飛船沿距月球表面高度為3R的圓形軌道運動，到達軌道的A點時點火變軌進入橢圓軌道，到達軌道的近月點B時再次點火進入月球近月軌道繞月球做圓周運動，下列判斷正確的是A. 飛船在軌道上的運行速率B. 飛船在A點處點火變軌時，動能增大C. 飛船從A到B運行的過程中機械能增大D. 飛船在軌道繞月球運動一周所需的時間6假設(shè)太陽系中天體的密度不變，天體直徑和天體之間距離都縮小到原來的一半，地球繞太陽公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運動，則下列物理量變化正確的是（）A. 地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半B. 地球的向心力變?yōu)榭s小前的C. 地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期與

4、縮小前相同D. 地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半7“科學(xué)真是迷人”如果我們能測出月球表面的加速度g、月球的半徑R和月球繞地球運轉(zhuǎn)的周期T，就能根據(jù)萬有引力定律“稱量”月球的質(zhì)量了已知引力常數(shù)G，用M表示月球的質(zhì)量關(guān)于月球質(zhì)量，下列說法正確的是（ ）A. B. C. D. 8地球表面重力加速度g地、地球的半徑R地，地球的質(zhì)量M地，某飛船飛到火星上測得火星表面的重力加速度g火、火星的半徑R火、由此可得火星的質(zhì)量為（ ）A. g火R火2g地R地2M地 B. g地R地2g火R火2M地 C. g火2R火g地2R地M地 D. g火R火g地R地M地9已知引力常量G與下列哪些數(shù)據(jù)，一定可以計算出地球密度A.

5、 地球繞太陽運動的周期及地球離太陽的距離B. 月球繞地球運行的周期及月球繞地球轉(zhuǎn)動的軌道半徑C. 做圓周運動的人造地球衛(wèi)星的繞行周期D. 若不考慮地球自轉(zhuǎn)，已知地球半徑和重力加速度10我國將要發(fā)射一顆繞月運行的探月衛(wèi)星“嫦娥1號”.設(shè)該衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面.已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，月球的半徑約為地球半徑的，地球上的第一宇宙速度約為7.9 km/s，則該探月衛(wèi)星繞月運行的速率約為（ ）A. 0.4 km/s B. 1.8 km/s C. 11 km/s D. 36 km/s11兩顆人造衛(wèi)星A、B繞地球做圓周運動，周期之比為，則軌道半徑之比和運動速率之比分別為（ ）A. B.

6、C. D. 12關(guān)于第一宇宙速度，下列說法正確的是A. 第一宇宙速度是發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最大速度B. 第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星環(huán)繞運行的最小速度C. 地球的第一宇宙速度由地球的質(zhì)量和半徑?jīng)Q定的D. 第一宇宙速度是地球同步衛(wèi)星環(huán)繞運行的速度13關(guān)于在軌運行的“天宮二號”，下列說法中正確的是()A. “天宮二號”的運行速度一定大于7.9km/sB. “天宮二號”的運行速度一定大于7.9km/s且小于11.2km/sC. “天宮二號” 運行時，其處于失重狀態(tài)D. “天宮二號” 運行時，其處于平衡狀態(tài)14假設(shè)“天宮二號”與“神州十一號”都圍繞地球做勻速圓周運動，用A代表“神舟十一號”，B代表“天宮二

7、號”，它們對接前做圓周運動的情形如圖所示，則下列說法中正確的是()A. A的運行速度小于B的運行速度B. A的向心加速度小于B的向心加速度C. A的運行速度大于B的運行速度D. A的向心加速度等于B的向心加速度15發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射到近地圓軌道1，然后點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，如圖所示，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，下列說法中正確的是（ ）A. 衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B. 衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C. 衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道2

8、上經(jīng)過Q點時的加速度D. 衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度16如圖所示為發(fā)射地球同步衛(wèi)星過程中的變軌示意圖，衛(wèi)星首先進入橢圓軌道I，然后在Q點通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進入地球同步軌道II，則 （ ）A. 衛(wèi)星在同步軌道II上的運行速度等于第一宇宙速度79km/sB. 該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于第二宇宙速度112km/sC. 在軌道I上，衛(wèi)星在P點的速度小于在Q點的速度D. 衛(wèi)星在Q點通過加速實現(xiàn)由軌道I進入軌道II專心-專注-專業(yè)參考答案1AC【解析】根據(jù)開普勒第二定律：對每一個行星而言，太陽行星的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等，所以土星遠離太陽的過程中，它的速

9、度將減小，故A正確；根據(jù)開普勒行星運動第一定律可知，土星和火星繞太陽的運動軌跡是橢圓軌道，選項B錯誤；根據(jù)開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等由于土星的半長軸比較大，所以土星的周期較大，選項C正確；根據(jù)開普勒第二定律：對每一個行星而言，太陽行星的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等故D錯誤；故選AC.點睛：該題以地球和火星為例子考查開普勒定律，正確理解開普勒的行星運動三定律是解答本題的關(guān)鍵2B【解析】哥白尼提出日心說，認為太陽是宇宙的中心，所有的行星繞太陽做圓周運動,這只是在太陽系中；在銀河系中，太陽并不是宇宙的中心，選項A錯誤；牛頓提出了萬有引力定律，選項B

10、正確；所有行星分別沿不同大小的橢圓軌道繞太陽運動，運動方向為軌跡上某一點切線方向不一定與它和太陽的連線垂直，故C錯誤；開普勒首先提出了地球繞太陽的運動軌道是橢圓軌道運動而不是圓軌道，選項D錯誤；故選B.3D【解析】開普勒發(fā)現(xiàn)了行星的運動規(guī)律，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，選項A錯誤； 哥白尼創(chuàng)立日心說，現(xiàn)在看來“地心說”和“日心說”都是錯誤的,太陽并不是宇宙的中心，選項B錯誤； 卡文迪許首次在實驗室里較準確地測出了萬有引力常量，選項C錯誤； 牛頓將行星與太陽、地球與月球、地球與地面物體之間的引力規(guī)律推廣到宇宙中的一切物體，得出了萬有引力定律，選項D正確；故選D.4C【解析】試題分析：當(dāng)軌道半徑變化時

11、，萬有引力變化，衛(wèi)星的角速度隨著變化，所以不能根據(jù)公式F=m2r得衛(wèi)星受的向心力增為原來的2倍，故A錯誤；同理，當(dāng)軌道半徑變化時，萬有引力變化，衛(wèi)星的線速度隨著變化，故B錯誤；根據(jù)萬有引力的表達式，衛(wèi)星受的向心力減為原來的故C正確；人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來2倍時，重力加速度也隨著變化，故D錯誤；故選C?？键c：萬有引力定律的應(yīng)用【名師點睛】人造衛(wèi)星做圓周運動，萬有引力提供向心力，衛(wèi)星的線速度、角速度、周期都與半徑有關(guān)，討論這些物理量時要找準公式，正確使用控制變量法。5A【解析】試題分析：飛船在軌道I上，由萬有引力定律和牛頓第二定律得，聯(lián)立得，故A項正確；飛船在A點點火進入較小的內(nèi)軌道，噴

12、火方向應(yīng)向著前進的方向，使飛船減速，故動能減小，故B項錯；飛船在II軌道上從A點運動到B點過程只受萬有引力作用，機械能守恒，故C項錯；在III軌道上，聯(lián)立得，故D項錯?？键c：本題考查了萬有引力定律和牛頓第二定律在天體運動中的應(yīng)用。6BC【解析】A、B、由于天體的密度不變而半徑減半，導(dǎo)致天體的質(zhì)量減小，所以有： 地球繞太陽做圓周運動由萬有引力充當(dāng)向心力所以有： ， B正確，A錯誤；C、D、由 ，整理得： ，與原來相同，C正確；D錯誤；故選BC。7A【解析】月球表面物體的重力等于萬有引力，有，解得，A正確8A【解析】星球表面的物體受到的重力等于萬有引力，即：GMmR2mg得：MR2gG 所以：M火

13、M地R火2g火R地2g地 ，所以：M火R火2g火R地2g地M地，故A正確、BCD錯誤故選A點睛：本題要掌握忽略星球自轉(zhuǎn)的情況下，在星球表面的物體受到的重力等于萬有引力GMmR2mg，這是解決天體問題的重要的關(guān)系式9D【解析】A、已知地球繞太陽運動的周期及地球離太陽的距離，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式：GMmr2=m(2T)2r，M=42r3GT2，所以只能求出太陽的質(zhì)量，故A錯誤；B、已知月球繞地球運行的周期及月球繞地球轉(zhuǎn)的軌道半徑，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式：Gmmr2=m42rT2，地球質(zhì)量m=42r3GT2，可以求出地球質(zhì)量，但不知道地球半徑，故B錯誤；C、已知人造地球衛(wèi)星在地

14、面附近繞行運行周期，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式：GmmR2=m42RT2，由于不知道軌道半徑，故無法求出質(zhì)量與密度，故C正確；D、已知地球半徑和重力加速度，根據(jù)萬有引力等于重力列出等式Gmm°R2=m°g，m=gR2G，根據(jù)密度定義得：=mV=3g4GR，故D正確。點睛：本題考查了萬有引力定律在天體中的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵在于找出向心力的來源，并能列出等式解題。10B【解析】萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得，對繞地球表面運行的衛(wèi)星: ，對繞月球表面運行的衛(wèi)星： ，聯(lián)立有： ，代入數(shù)據(jù)解得v=1.8km/s，故B正確，ACD錯誤。11C【解析】人造衛(wèi)星繞地球做圓周運動受

15、到的萬有引力提供向心力，對A衛(wèi)星有，對B衛(wèi)星有，解得： ，用速度表示向心力，對A衛(wèi)星有，對B衛(wèi)星有，解得，C正確12C【解析】第一宇宙速度是發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小速度，選項A錯誤；根據(jù)v=GMr可知， 第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星環(huán)繞運行的最大速度，選項B錯誤；根據(jù)v=GMr可知，地球的第一宇宙速度由地球的質(zhì)量和半徑?jīng)Q定的，選項C正確；第一宇宙速度并不是地球同步衛(wèi)星環(huán)繞運行的速度，比同步衛(wèi)星的速度大，選項D錯誤；故選C.13C【解析】根據(jù)萬有引力提供向心力有：，GMmr2=mv2r則得v=GMr, 得軌道高度越高，衛(wèi)星的線速度越小，第一宇宙速度為最大環(huán)繞速度，天宮二號的線速度一定小于第一宇宙速度

16、故AB錯誤“天宮二號”運行時，其受到的萬有引力全部提供向心加速度，所以處于失重狀態(tài)故C正確，D錯誤，故選C.點睛：解決衛(wèi)星運行規(guī)律問題的核心原理是萬有引力提供向心力，通過選擇不同的向心力公式，來研究不同的物理量與軌道半徑的關(guān)系，同時理解何時做離心運動，近心運動，及圓周運動的條件14C【解析】由萬有引力提供向心力得，GMmr2=mv2r=ma則得v=GMr ，a=GMr2 ；根據(jù)v=GMr可知，軌道半徑越大，運行速率越小，所以A的運行速度大于B的運行速度故A錯誤，C正確；根據(jù)a=GMr2可知，軌道半徑越大，向心加速度越小，A的向心加速度大于B的向心加速度故BD錯誤故選C.15BD【解析】人造衛(wèi)星

17、繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球質(zhì)量為M，有： A、由，軌道3的半徑比軌道1的半徑大，所以衛(wèi)星在軌道3上的運行速率小于在軌道1上的運行速率，A錯誤；B、，軌道3半徑比軌道1半徑大，所以衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度，B正確；C、從軌道1到軌道2，衛(wèi)星在Q點是做逐漸遠離圓心的運動，要實現(xiàn)這個運動必須使衛(wèi)星所需向心力大于萬有引力，所以應(yīng)給衛(wèi)星加速，增加所需的向心力，所以衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的速率小于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的速率，C錯誤；D、根據(jù)知，在軌道2上經(jīng)過P點和軌道3上經(jīng)過P點的加速度大小相等，D正確；故選BD。16D【解析】A、即第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)