重點(diǎn)強(qiáng)化卷3 萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用

1、.重點(diǎn)強(qiáng)化卷三萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用建議用時(shí)：60分鐘一、選擇題1多項(xiàng)選擇以下關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A它的周期與地球自轉(zhuǎn)同步，但高度和速度可以選擇，高度增大，速度減小B它的周期、高度、速度都是一定的C我們國(guó)家發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星定點(diǎn)在北京上空D我國(guó)發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星也定點(diǎn)在赤道上空【解析】同步衛(wèi)星的軌道平面過(guò)地心，且相對(duì)地面靜止，只能在赤道上空，它的高度一定，速率一定，周期一定，與地球自轉(zhuǎn)同步，應(yīng)選項(xiàng)B、D正確【答案】BD2過(guò)去幾千年來(lái)，人類(lèi)對(duì)行星的認(rèn)識(shí)與研究?jī)H限于太陽(yáng)系內(nèi)，行星“51 peg b的發(fā)現(xiàn)拉開(kāi)了研究太陽(yáng)系外行星的序幕“51 peg b繞其中心恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期約為4天

2、，軌道半徑約為地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)半徑的.該中心恒星與太陽(yáng)的質(zhì)量比約為A.B1C5D10【解析】行星繞中心恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力，由牛頓第二定律得Gmr，那么3·23×21，選項(xiàng)B正確【答案】B3我國(guó)成功發(fā)射了“嫦娥三號(hào)，關(guān)于“嫦娥三號(hào)衛(wèi)星的地面發(fā)射速度，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A等于7.9 km/sB介于7.9 km/s和11.2 km/s之間C小于7.9 km/sD介于11.2 km/s和16.7 km/s之間【解析】“嫦娥三號(hào)探月衛(wèi)星是以直奔38萬(wàn)千米遠(yuǎn)地點(diǎn)的方式發(fā)射的，所以其地面發(fā)射速度大于7.9 km/s，但由于它并沒(méi)有脫離地球的引力范圍，所以小于11.2

3、km/s，故B正確【答案】B4星球上的物體脫離該星球引力所需要的最小速度稱(chēng)為第二宇宙速度星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2v1.某星球的半徑為r，它外表的重力加速度為地球外表重力加速度g的.不計(jì)其他星球的影響，那么該星球的第二宇宙速度為A.B.C.D.【解析】該星球的第一宇宙速度：Gm在該星球外表處萬(wàn)有引力等于重力：Gm由以上兩式得v1，那么第二宇宙速度v2v1×，故A正確【答案】A5如圖1所示，在同一軌道平面上的幾個(gè)人造地球衛(wèi)星A、B、C繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，某一時(shí)刻它們恰好在同一直線(xiàn)上，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是圖1A根據(jù)v可知，運(yùn)行速度滿(mǎn)足vA>vB>

4、vCB運(yùn)轉(zhuǎn)角速度滿(mǎn)足A>B>CC向心加速度滿(mǎn)足aA<aB<aCD運(yùn)動(dòng)一周后，A最先回到圖示位置【解析】由Gm得，v，r大，那么v小，故vA<vB<vC，A錯(cuò)誤；由Gm2r得，r大，那么小，故A<B<C，B錯(cuò)誤；由Gma得，a，r大，那么a小，故aA<aB<aC，C正確；由Gmr得，T2，r大，那么T大，故TA>TB>TC，因此運(yùn)動(dòng)一周后，C最先回到圖示位置，D錯(cuò)誤【答案】C6多項(xiàng)選擇據(jù)英國(guó)?衛(wèi)報(bào)?網(wǎng)站2021年1月6日?qǐng)?bào)道，在太陽(yáng)系之外，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆最適宜人類(lèi)居住的類(lèi)地行星，繞恒星橙矮星運(yùn)行，命名為“開(kāi)普勒438b假設(shè)

5、該行星與地球繞恒星均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行的周期為地球運(yùn)行周期的p倍，橙矮星的質(zhì)量為太陽(yáng)的q倍那么該行星與地球的A軌道半徑之比為B軌道半徑之比為C線(xiàn)速度之比為D線(xiàn)速度之比為【解析】行星公轉(zhuǎn)的向心力由萬(wàn)有引力提供，根據(jù)牛頓第二定律，有GmR，解得：R，該行星與地球繞恒星均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行的周期為地球運(yùn)行周期的p倍，橙矮星的質(zhì)量為太陽(yáng)的q倍，故：，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)v，有：··；故C正確，D錯(cuò)誤【答案】AC7月球與地球質(zhì)量之比約為180，有研究者認(rèn)為月球和地球可視為一個(gè)由兩質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的雙星系統(tǒng)，它們都圍繞地月連線(xiàn)上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)據(jù)此觀(guān)點(diǎn)，可知月球與地球繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)線(xiàn)

6、速度大小之比約為圖2A16 400B180C801 D6 4001【解析】月球和地球繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們之間的萬(wàn)有引力提供各自的向心力，那么地球和月球的向心力相等且月球和地球與O點(diǎn)始終共線(xiàn)，說(shuō)明月球和地球有一樣的角速度和周期因此有m2rM2R，所以，線(xiàn)速度和質(zhì)量成反比，正確答案為C.【答案】C8. 多項(xiàng)選擇 P1、P2為相距遙遠(yuǎn)的兩顆行星，距各自外表一樣高度處各有一顆衛(wèi)星s1、s2做勻速圓周運(yùn)動(dòng)圖中縱坐標(biāo)表示行星對(duì)周?chē)臻g各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a，橫坐標(biāo)表示物體到行星中心的間隔 r的平方，兩條曲線(xiàn)分別表示P1、P2周?chē)腶與r2的反比關(guān)系，它們左端點(diǎn)橫坐標(biāo)一樣那么圖3AP1的平均密度

7、比P2的大BP1的“第一宇宙速度比P2的小Cs1的向心加速度比s2的大Ds1的公轉(zhuǎn)周期比s2的大【解析】由圖象左端點(diǎn)橫坐標(biāo)一樣可知，P1、P2兩行星的半徑R相等，對(duì)于兩行星的近地衛(wèi)星：Gma，得行星的質(zhì)量M，由a­r2圖象可知P1的近地衛(wèi)星的向心加速度大，所以P1的質(zhì)量大，平均密度大，選項(xiàng)A正確；根據(jù)G得，行星的第一宇宙速度v，由于P1的質(zhì)量大，所以P1的第一宇宙速度大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；s1、s2的軌道半徑相等，由a­r2圖象可知s1的向心加速度大，選項(xiàng)C正確；根據(jù)Gm2r得，衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期T2，由于P1的質(zhì)量大，故s1的公轉(zhuǎn)周期小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】AC9多項(xiàng)選擇為紀(jì)念伽利略

8、將望遠(yuǎn)鏡用于天文觀(guān)測(cè)400周年，2020年被定為以“探究我的宇宙為主題的國(guó)際天文年我國(guó)發(fā)射的“嫦娥一號(hào)衛(wèi)星繞月球經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行，完成了既定任務(wù)，于2020年3月1日16時(shí)13分成功撞月如圖4為“嫦娥一號(hào)衛(wèi)星撞月的模擬圖，衛(wèi)星在控制點(diǎn)1開(kāi)場(chǎng)進(jìn)入撞月軌道假設(shè)衛(wèi)星繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，周期為T(mén)，引力常量為G.根據(jù)題中信息，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是圖4A可以求出月球的質(zhì)量B可以求出月球?qū)Α版隙鹨惶?hào)衛(wèi)星的引力C“嫦娥一號(hào)衛(wèi)星在控制點(diǎn)1處應(yīng)減速D“嫦娥一號(hào)在地面的發(fā)射速度大于11.2 km/s【解析】由GmR可得M，選項(xiàng)A正確；月球?qū)Α版隙鹨惶?hào)衛(wèi)星的引力FG，因不知道衛(wèi)星的質(zhì)量，故月球?qū)πl(wèi)星的引力

9、不能求得，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；衛(wèi)星在控制點(diǎn)1減速時(shí)，萬(wàn)有引力大于向心力，衛(wèi)星做向心運(yùn)動(dòng)，半徑減小，進(jìn)入撞月軌道，選項(xiàng)C正確；假設(shè)發(fā)射速度大于11.2 km/s，會(huì)脫離地球的束縛，不可能繞月球轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】AC二、計(jì)算題10一顆人造地球衛(wèi)星在離地面高度等于地球半徑的圓形軌道上運(yùn)行，地球的第一宇宙速度是v17.9 km/s，g取9.8 m/s2問(wèn)：1這顆衛(wèi)星運(yùn)行的線(xiàn)速度多大？2它繞地球運(yùn)行的向心加速度多大？3質(zhì)量為1 kg的儀器放在衛(wèi)星內(nèi)的平臺(tái)上，儀器的重力多大？它對(duì)平臺(tái)的壓力多大？【解析】1衛(wèi)星近地運(yùn)行時(shí)，有：Gm，衛(wèi)星離地高度為R時(shí)，有：Gm，從而可得v25.6 km/s.2衛(wèi)星離地高度為R

10、時(shí)，有：Gma；靠近地面時(shí)，有：Gmg，從而可得a2.45 m/s2.3在衛(wèi)星內(nèi)，儀器的重力就是地球?qū)λ奈Γ敲矗篏mgma2.45 N；由于衛(wèi)星內(nèi)儀器的重力充當(dāng)向心力，儀器處于完全失重狀態(tài)，所以?xún)x器對(duì)平臺(tái)的壓力為零【答案】15.6 km/s22.45 m/s232.45 N011質(zhì)量分別為m和M的兩個(gè)星球A和B在引力作用下都繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，星球A和B兩者中心之間間隔 為L(zhǎng).A、B的中心和O三點(diǎn)始終共線(xiàn)，A和B分別在O的兩側(cè)引力常量為G.圖51求兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期；2在地月系統(tǒng)中，假設(shè)忽略其他星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運(yùn)行的周期記為T(mén)1.但

11、在近似處理問(wèn)題時(shí)，常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)的，這樣算得的運(yùn)行周期記為T(mén)2.地球和月球的質(zhì)量分別為5.98×1024 kg和7.35×1022kg.求T2與T1兩者平方之比結(jié)果保存三位小數(shù) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：35390048】【解析】1兩星球圍繞同一點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其角速度一樣，周期也一樣，其所需向心力由兩者間的萬(wàn)有引力提供，設(shè)OB為r1，OA為r2，那么對(duì)于星球B：GMr1對(duì)于星球A：Gmr2其中r1r2L由以上三式可得T2.2對(duì)于地月系統(tǒng)，假設(shè)認(rèn)為地球和月球都圍繞中心連線(xiàn)某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由1可知地球和月球的運(yùn)行周期T12假設(shè)認(rèn)為月球圍繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力與天體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：GmL解得T22那么1.012.【答