Chafate Tseng(收集整理)-高考物理20分鐘專題突破(10)萬有引力定律

物理鐘專題破（10）萬有引力律美國研究人員最在太陽系邊緣新觀測到以一個(gè)類行星天體直徑估計(jì)在1600公左右，有可能是自發(fā)現(xiàn)冥王星以來人類在太陽系中發(fā)現(xiàn)的最大天體——太陽的第十大行星若萬有引力常量用G表，該行天體的半徑用、質(zhì)量用表，該行星天體到陽的平均距離用表，太陽的質(zhì)量用M表示，且把該類行星天體的道近似地看作圓，那么該天體運(yùn)行的公轉(zhuǎn)周期為（）A

Rr3R3B22GMGM

D

r3．一空間站正在沿圓形軌道繞地球運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)從空間站向其運(yùn)行方向彈射出一個(gè)小物（質(zhì)量遠(yuǎn)小于空間站的質(zhì)量），當(dāng)空間站再次達(dá)到重新穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，與原來相比（）A空間站仍在原軌道上運(yùn)行，但速率變小，周期變大B空間站的高度變小，速率變小，周期變大C．間站的高度變小，速率變大，周期變小D．間的高度變大，速率變小，周期變大．最近，科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡中看到太陽系外某一恒星有一行星，并測得它圍繞該恒星行一周所用的時(shí)間為年與恒星的距離為地球到太陽距離的倍定該行星繞恒星運(yùn)行的軌道和地球繞太陽運(yùn)行的軌道都是圓周，僅利用以上兩個(gè)數(shù)據(jù)可以求出的量有（）A恒星質(zhì)量與太陽質(zhì)量之比C．星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比速度之比

B恒星密度與太陽密度之比D．星行速度與地球公轉(zhuǎn)

．在發(fā)地球同步衛(wèi)星的過程，衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道Ⅰ，然后在Q通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道Ⅱ。則（）A該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大1.2km/sB衛(wèi)星在同步軌道Ⅱ上的運(yùn)行速度大7.9km/sC．軌道Ⅰ上，衛(wèi)星P點(diǎn)的速度大于在點(diǎn)速度D．星Q點(diǎn)通過速實(shí)現(xiàn)由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ1N0.*

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．全是由于它們繞著共同“中心質(zhì)心）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們之間的萬有引力作為做圓周．．．．．5．當(dāng)今的科技發(fā)展迅猛，我們想，如果地球是個(gè)理想的球體，沿地球的南北方向修一條平直的閉合高速公路輛能好的汽車在這條高速公路上可以一直加速下去且忽略空氣阻力，那么這輛汽車的最終速度（）A與飛機(jī)速度相當(dāng)

B小于“神舟”六號飛船的速度C．以達(dá)到7.9km/s．法預(yù)測6．假設(shè)有兩個(gè)天體，質(zhì)量分別和m，們相距r其他天體離它們很遠(yuǎn)，可以認(rèn)為這1兩個(gè)天體除相互吸引作用外，不受其他外力作用兩個(gè)天體之所以能保持距離r不完．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．運(yùn)動(dòng)的心力，“中心”位兩個(gè)天體的連線上，與兩個(gè)天體的距離分別為r和r．1（1r、r各大？1（2兩天體繞質(zhì)心轉(zhuǎn)的角速度、線速度、周期各多大？．已知地球半徑為R一只靜止在赤道上空的熱氣球（不計(jì)氣球離地高度）繞地心運(yùn)動(dòng)的角速度為，在距地面高圓形軌道上有一顆人造地球衛(wèi)星，設(shè)地球質(zhì)量為M熱氣球的質(zhì)量為m人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量為，根據(jù)上述條件，有一位同學(xué)列出了以下1兩個(gè)式子：對熱氣球有：G

MmR

m對人造地球衛(wèi)星有：

(R

m(進(jìn)而求出了人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的角速度.你認(rèn)為這個(gè)同學(xué)的解法是否正確？若認(rèn)為正確，請求出結(jié)果.若為不正確，請補(bǔ)充一個(gè)條件后，再求出參答1．根據(jù)萬有引力定律：

G

2mRR2T

)

，得：

2

RGM答：A2．在軌道上向其運(yùn)行方向彈射個(gè)物體，由于質(zhì)量遠(yuǎn)小于空間站的質(zhì)量，空間站仍沿原方向運(yùn)動(dòng)據(jù)量守恒出一瞬間間站沿原運(yùn)行方向的速度變小供向心萬有引力）大于需要的向心力，軌道半徑減小，高度降低，在較低的軌道上運(yùn)行速率變大，周期變小。2N0.*

222222答：C3．據(jù)萬有引力定律：

G

2(R2T

)

可得：M=

2

3

,可出

恒星質(zhì)量與太陽質(zhì)量之比，根據(jù)

G

MmR2

可得：=

R

,求出

行星運(yùn)行速度與地球公轉(zhuǎn)速度之比。答：AD．衛(wèi)星仍圍繞地球運(yùn)行，所以發(fā)射速度1.2km/s最大環(huán)繞速度為7.9km/s，所以在軌道Ⅱ上的速度小于；根據(jù)機(jī)械能守恒可知：衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度大于在的速度；衛(wèi)星在軌道Ⅰ的Q點(diǎn)提供的向心力大于需要的向心力，在軌道Ⅱ上點(diǎn)提供的向心力等于需要的向心力，所以在Q點(diǎn)軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ必須增大速度。答：CD．在理想情況下一直加速，可以達(dá)到圍繞地球表面做圓周運(yùn)動(dòng)，即第一宇宙速度答案C6．解答：根據(jù)題意作圖1—．對這兩個(gè)天體而言，它們的運(yùn)動(dòng)方程分別為m12②r2r

m12r

m1

2

r1

①以及r1由以上三式解得r

③mr;rmm

r．

m

r

O

r

m將r和表達(dá)式分別代①和②式，

圖4可得

G(m2rr

．．解析：第一個(gè)等式（對熱氣球）不正確，因?yàn)闊釟馇虿煌谌嗽煨l(wèi)星，熱氣球靜在空中是因?yàn)楦×εc重力平衡，它繞地心運(yùn)動(dòng)的角速度應(yīng)等于地球自轉(zhuǎn)的角速度（1）若補(bǔ)充地球表面的力加速度為g可以認(rèn)為熱氣球受到的萬有引力近似等于其重力，則有

G

mg與第二個(gè)等式聯(lián)立可得

3N0.*

221221（2若利用同步衛(wèi)星的離地高度H