第五章--萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用--典型例題(共6頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第六章 萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用第一節(jié) 開(kāi)普勒三定律與萬(wàn)有引力定律 【考點(diǎn)知識(shí)解讀】【例題1】太陽(yáng)系中有一顆繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的行星，距太陽(yáng)的平均距離是地球到太陽(yáng)平均距離的4倍，則該行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期是多少年？【變式訓(xùn)練1】、已知地球半徑約為R=6.4106m,又知月球繞地球的運(yùn)動(dòng)可近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則可估算出月球到地球的距離約 m.(結(jié)果只保留一位有效數(shù)字)。【例題2】已知火星的半徑為地球半徑的一半，火星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的4/9倍，則火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的多少倍？【變式訓(xùn)練2】經(jīng)測(cè)定，太陽(yáng)光到達(dá)地球需要經(jīng)過(guò)500s的時(shí)間，已知地球的半徑為6.4

2、15;106m，試估算太陽(yáng)質(zhì)量與地球質(zhì)量之比。（保留一位有效數(shù)字）【考能訓(xùn)練】A 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1.一艘原來(lái)在圍繞地球的圓周軌道上運(yùn)行的飛船，若加速后能夠與繞地球運(yùn)動(dòng)的另一個(gè)圓周軌道上的空間站對(duì)接，則飛船一定是：（ ）A從較高軌道上加速B從較低軌道上加速C從同一軌道上加速D從任意軌道上加速2同步衛(wèi)星相對(duì)地面靜止，猶如懸在高空中，下列說(shuō)法中不正確的是：（ ）A同步衛(wèi)星處于平衡狀態(tài)B同步衛(wèi)星的速率是唯一的C同步衛(wèi)星加速度大小是唯一的D各國(guó)的同步衛(wèi)星都在同一圓周上運(yùn)行3海王星是繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的一顆行星，它有一顆衛(wèi)星叫海衛(wèi)三若將海王星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)和海衛(wèi)三繞海王星的運(yùn)動(dòng)均看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則要計(jì)算海王星的質(zhì)量，需

3、要知道的量是（引力常量G為已知量）：（ ）A海衛(wèi)三繞海王星運(yùn)動(dòng)的周期和半徑B海王星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期和半徑C海衛(wèi)三繞海王星運(yùn)動(dòng)的周期和海衛(wèi)三的質(zhì)量D海王星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期和太陽(yáng)的質(zhì)量42000年10月15日，我國(guó)利用“神舟五號(hào)”飛船將宇航員楊利偉送入太空，中國(guó)成為繼俄、美之后第三個(gè)掌握載人航天技術(shù)的國(guó)家設(shè)楊利偉測(cè)出自己繞地球球心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，離地面的高度為H，地球半徑為R。則根據(jù)T、H、R和萬(wàn)有引力恒量G，楊利偉不能計(jì)算出下面的哪一項(xiàng)：（ ）A地球的質(zhì)量 B地球的平均密度C飛船所需的向心力 D飛船線速度的大小5航天英雄楊利偉在乘坐宇宙飛船繞地球運(yùn)行的過(guò)程中，根據(jù)科學(xué)研究的需要，要經(jīng)常

4、改變飛船的運(yùn)行軌道，這是靠除地球的萬(wàn)有引力外的其他力作用實(shí)現(xiàn)的。假設(shè)飛船總質(zhì)量保持不變，開(kāi)始飛船只在地球萬(wàn)有引力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則在飛船運(yùn)行軌道半徑減小的過(guò)程中：（ ）A其他力做負(fù)功，飛船的機(jī)械能減小B其他力做正功，飛船的機(jī)械能增加C其他力做正功，飛船的動(dòng)能增加D其他力做負(fù)功，飛船的動(dòng)能減小6某人造地球衛(wèi)星的軌道半徑是月球繞地球軌道半徑的，則此人造地球衛(wèi)星的周期大約是（ ） A 5d B 8d C 10d D 16d7地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可由 求出。已知式中a的單位是m， b的單位是s，c的單位是ms2，則：（ ）Aa是地球半徑，b是地球自轉(zhuǎn)的周期，c是地球表面處的重力加速度；Ba

5、是地球半徑，b是同步衛(wèi)星統(tǒng)地心運(yùn)動(dòng)的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度Ca是赤道周長(zhǎng)，b是地球自轉(zhuǎn)周期，c是同步衛(wèi)星的加速度；Da是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，c是地球表面處的重力加速度圖6-1-28如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)行的3顆人造衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是：（ ）Ab、c的線速度大小相等，且大于a的速度Bb、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度Cc加速可以追上同一軌道上的b，b減速可以等候同一軌道上的cDa衛(wèi)星由于某種原因，軌道半徑緩慢減小，其線速度將變大圖6-1-3B 能力提升11圖是“嫦娥一號(hào)奔月”示意圖，衛(wèi)星發(fā)射后通過(guò)自帶的小型火箭多次變軌，進(jìn)入地月

6、轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開(kāi)展對(duì)月球的探測(cè)，下列說(shuō)法正確的是A發(fā)射“嫦娥一號(hào)”的速度必須達(dá)到第三宇宙速度B在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)C衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比D在繞月軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力12兩顆行星A和B各有一顆衛(wèi)星a和b，兩顆衛(wèi)星的軌道均接近行星的表面，已知兩顆行星的質(zhì)量之比，兩顆行星的半徑之比，則兩顆衛(wèi)星的周期之比為（ ） A B C D 13據(jù)媒體報(bào)道,嫦娥一號(hào)衛(wèi)星環(huán)月工作軌道為圓軌道,軌道高度200 km,運(yùn)行周期127分鐘。若還知道引力常量和月球平均半徑,僅利用以上條件不能求出的是A月球表面的重力加速度B月球?qū)?/p>

7、衛(wèi)星的吸引力C衛(wèi)星繞月球運(yùn)行的速度D衛(wèi)星繞月運(yùn)行的加速度14. 2009年2月11日，俄羅斯的“宇宙-2251”衛(wèi)星和美國(guó)的“銥-33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805km處發(fā)生碰撞。這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件。碰撞過(guò)程中產(chǎn)生的大量碎片可能會(huì)影響太空環(huán)境。假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓，甲的運(yùn)行速率比乙的大，則下列說(shuō)法中正確的是A. 甲的運(yùn)行周期一定比乙的長(zhǎng) B. 甲距地面的高度一定比乙的高C. 甲的向心力一定比乙的小 D. 甲的加速度一定比乙的大15. “嫦娥一號(hào)”月球探測(cè)器在環(huán)繞月球運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)探測(cè)器運(yùn)行的軌道半徑為r，運(yùn)行速率為v，當(dāng)探測(cè)器在飛越月球上一些環(huán)形山中

8、的質(zhì)量密集區(qū)上空時(shí)A.r、v都將略為減小 B.r、v都將保持不變C.r將略為減小，v將略為增大 D. r將略為增大，v將略為減小16宇航員站在一星球的某高度處，沿水平方向拋出一個(gè)小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t小球落至星球表面，測(cè)得拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為L(zhǎng)，若拋出點(diǎn)不變，拋出時(shí)初速度增大為原來(lái)的2倍，則拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為L(zhǎng)，已知該星球的半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G，求該星球的質(zhì)量。第二節(jié) 萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用 環(huán)繞速度【考點(diǎn)知識(shí)解讀】【例題1】中子星是恒星演化過(guò)程的一種可能結(jié)果，它的密度很大?，F(xiàn)有一中子星，觀測(cè)到它的自轉(zhuǎn)周期為T=s。問(wèn)該中子星的最小密度應(yīng)是多少才能維持該星的穩(wěn)定，不致因自轉(zhuǎn)而瓦解。計(jì)

9、算時(shí)星體可視為均勻球體。(引力常數(shù)G=6.6710m/kg.s)【變式訓(xùn)練1】、如果某行星有一顆衛(wèi)星沿非?？拷撕阈堑谋砻孀鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的周期為T，則可估算此恒星的密度為多少?【例題2】我國(guó)自行研制的“風(fēng)云一號(hào)”、“風(fēng)云二號(hào)”氣象衛(wèi)星運(yùn)行的軌道是不同的?！耙惶?hào)”是極地圓形軌道衛(wèi)星。其軌道平面與赤道平面垂直，周期是12h；“二號(hào)”是地球同步衛(wèi)星。兩顆衛(wèi)星相比 號(hào)離地面較高； 號(hào)觀察范圍較大； 號(hào)運(yùn)行速度較大。若某天上午8點(diǎn)“風(fēng)云一號(hào)”正好通過(guò)某城市的上空，那么下一次它通過(guò)該城市上空的時(shí)刻將是 ?！咀兪接?xùn)練2】可發(fā)射一顆人造衛(wèi)星，使其圓軌道滿足下列條件（ ）A、與地球表面上某一緯度線（非赤道）是共

10、面的同心圓B、與地球表面上某一經(jīng)度線是共面的同心圓C、與地球表面上的赤道線是共面同心圓,且衛(wèi)星相對(duì)地面是運(yùn)動(dòng)的D、與地球表面上的赤道線是共面同心圓,且衛(wèi)星相對(duì)地面是靜止的【例題3】一衛(wèi)星繞某行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知行星表面的重力加速度為g0，行星的質(zhì)量M與衛(wèi)星的質(zhì)量m之比M/m=81，行星的半徑R0與衛(wèi)星的半徑R之比R0/R3.6，行星與衛(wèi)星之間的距離r與行星的半徑R0之比r/R060。設(shè)衛(wèi)星表面的重力加速度為g，則在衛(wèi)星表面有，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出：衛(wèi)星表面的重力加速度為行星表面的重力加速度的1/3600。上述結(jié)果是否正確？若正確，列式證明；若有錯(cuò)誤，求出正確結(jié)果?！咀兪接?xùn)練3】偵察衛(wèi)星在通過(guò)地球兩

11、極上的圓軌道上運(yùn)行，它的運(yùn)行軌道距地面高度為h，要使衛(wèi)星在一天的時(shí)間內(nèi)將地面上赤道各處在日照條件的情況下全都拍攝下來(lái)，衛(wèi)星在通過(guò)赤道上空時(shí)，衛(wèi)星上的攝像機(jī)至少應(yīng)拍攝地面上赤道圓周的弧長(zhǎng)是多少？設(shè)地球半徑為R，地面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)的周期為T?！纠}4】?jī)蓚€(gè)星球組成雙星，它們?cè)谙嗷ブg的萬(wàn)有引力作用下，繞連線上某點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)測(cè)得兩星中心距離為R，其運(yùn)動(dòng)周期為T，求兩星的總質(zhì)量？【變式訓(xùn)練4】地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可由求出，已知式中a的單位是m，b的單位是s，c的單位是m/s2，則： Aa是地球半徑，b是地球自轉(zhuǎn)的周期，C是地球表面處的重力加速度；Ba是地球半徑。b

12、是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，C是同步衛(wèi)星的加速度；Ca是赤道周長(zhǎng)，b是地球自轉(zhuǎn)周期，C是同步衛(wèi)星的加速度Da是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，C是地球表面處的重力加速度?！究寄苡?xùn)練】專心-專注-專業(yè)A 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)圖6-2-21如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)行的3顆人造衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是：（ ）Ab、c的線速度大小相等，且大于a的速度Bb、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度Cc加速可以追上同一軌道上的b，b減速可以等候同一軌道上的cDa衛(wèi)星由于某種原因，軌道半徑緩慢減小，其線速度將變大2探測(cè)器探測(cè)到土星外層上有一個(gè)環(huán)為了判斷它是土星的一部分還是土星的衛(wèi)星群，

13、可以測(cè)量環(huán)中各層的線速度v與該層到土星中心的距離R之間的關(guān)系來(lái)確定（      ） A若vR，則該環(huán)是土星的一部分 B若v2R，則該環(huán)是土星的衛(wèi)星群 C若v1/R，則該環(huán)是土星的一部分 D 若v21/R，則該環(huán)是土星的衛(wèi)星群 3假如一作圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來(lái)的2倍，仍做圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（    ） A根據(jù)公式v=r，可知衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度將增大到原來(lái)的2倍 B根據(jù)公式Fmv2/r，可知衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來(lái)的1/2 C根據(jù)公式FGMm/r2，可知地球提供的向心力將減小到原來(lái)的1/

14、4 D根據(jù)上述和給出的公式，可知衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度將減小到原來(lái)的 /2 5人造地球衛(wèi)星可以繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，也可以沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)。對(duì)于沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，以下說(shuō)法正確的是    （     ） A近地點(diǎn)速度一定大于7.9 km/s B近地點(diǎn)速度一定在7.9 km/s11.2 km/s之間 C近地點(diǎn)速度可以小于7.9 km/s 圖6-2-3D遠(yuǎn)地點(diǎn)速度一定小于在同高度圓軌道上的運(yùn)行速度 6如圖所示，a、b、c是地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的三顆衛(wèi)星，a和b質(zhì)量相等且小于c的質(zhì)量，則（  

15、60; ）A. b所需向心力最小B. b、c的周期相同且大于a的周期C. b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D. b、c的線速度大小相等，且小于a的線速度7發(fā)射人造衛(wèi)星是將衛(wèi)星以一定的速度送入預(yù)定軌道。發(fā)射場(chǎng)一般選擇在盡可能靠近赤道的地方，如圖這樣選址的優(yōu)點(diǎn)是，在赤道附近 （ ）A地球的引力較大 B地球自轉(zhuǎn)線速度較大C重力加速度較大D地球自轉(zhuǎn)角速度較大B 能力提升11.“嫦娥一號(hào)”月球探測(cè)器在環(huán)繞月球運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)探測(cè)器運(yùn)行的軌道半徑為r，運(yùn)行速率為v，當(dāng)探測(cè)器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時(shí)A.r、v都將略為減小 B.r、v都將保持不變C.r將略為減小，v將略為增大

16、D. r將略為增大，v將略為減小12. 地球和木星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道都可以看作是圓形的。已知木星的軌道半徑約為地球軌道半徑的5.2倍，則木星與地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的線速度之比約為A. 0.19 B. 0.44 C. 2.3 D. 5.213.天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系外的一顆行星。這顆行星的體積是地球的4.7倍，是地球的25倍。已知某一近地衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期約為1.4小時(shí)，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,由此估算該行星的平均密度為A.1.8×103kg/m3 B. 5.6×103kg/m3 C. 1.1×104kg/m3 D.2.9×104kg/m3P地球Q軌道1軌道2圖6-2-4142008年9月25日至28日我國(guó)成功實(shí)施了“神舟”七號(hào)載入航天飛行并實(shí)現(xiàn)了航天員首次出艙。飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)343千米處點(diǎn)火加