人教版物理必修二精品練習(xí)：8天體運(yùn)行中的超重與失重+版含解析

1、高中物理天體運(yùn)行中的超重與失重湎同步練習(xí)(答題時間：25分鐘)1 .“天宮一號”順利升空，在離地面高度343km的軌道上做勻速圓周運(yùn)動。次年，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號丙運(yùn)載火箭，成功將第十一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入太空預(yù)定軌道。這是一顆地球靜止軌道衛(wèi)星，是我國當(dāng)年發(fā)射的首顆北斗導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)衛(wèi)星。下列關(guān)于這兩顆衛(wèi)星的說法，正確的是()A. “天宮一號”的運(yùn)行周期大于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的運(yùn)行周期B. “天宮一號”和北斗導(dǎo)航衛(wèi)星上攜帶的物體都處于完全失重狀態(tài)C. “天宮一號”的環(huán)繞速度大于第一宇宙速度D.北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的向心加速度比地球赤道表面的重力加速度小2 .(浙江高考)為了探測X星球，載著登陸艙的探

2、測飛船在以該星球中心為圓心，半徑為ri的圓軌道上運(yùn)動，周期為Ti,總質(zhì)量為mi。隨后登陸艙脫離飛船，變軌到離星球更近的半徑為2的圓軌道上運(yùn)動，此時登陸艙的質(zhì)量為m2,則(A. X星球的質(zhì)量為M=234二riGT：B. X星球表面的重力加速度為gx=24riTi2C.登陸艙在ri與2軌道上運(yùn)動時的速度大小之比為D.登陸艙在半徑為2軌道上做圓周運(yùn)動的周期為T2=TiVi,i3 .已知地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,萬有引力常量為G,不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。(i)求衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的第一宇宙速度vi；(2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動且運(yùn)行周期為T,求衛(wèi)星運(yùn)行半徑r；(3)由題目所給條件，請?zhí)岢鲆?/p>

3、種估算地球平均密度的方法，并推導(dǎo)出平均密度表達(dá)4 .發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射到距地面高度為hi的近地圓軌道上，在衛(wèi)星經(jīng)過A點(diǎn)時點(diǎn)火實(shí)施變軌進(jìn)入橢圓軌道，最后在橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)B點(diǎn)再次點(diǎn)火將衛(wèi)星送入同步軌道，如圖所示。已知同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期為T,地球的半徑為R,地球表面重力加速度為g,忽略地球自轉(zhuǎn)的影響。求:(i)衛(wèi)星在近地點(diǎn)A的加速度大小;(2)遠(yuǎn)地點(diǎn)B距地面的高度。5 .我國已啟動“嫦娥工程”，“嫦娥一號”和“嫦娥二號”已成功發(fā)射，“嫦娥三號”已決定在2013年下半年發(fā)射，將進(jìn)行落月探測，并已給落月點(diǎn)起了一個富有詩意的名字(1)若已知地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,月球繞地球

4、運(yùn)動的周期為T,月球繞地球的運(yùn)動近似看作勻速圓周運(yùn)動，請求出月球繞地球運(yùn)動的軌道半徑r；(2)若宇航員隨登月飛船登陸月球后，在月球表面某處以速度vo豎直向上拋出一個小球，經(jīng)過時間t,小球落回拋出點(diǎn)。已知月球半徑為r月，引力常量為G,請求出月球的質(zhì)量M月。6 .如圖所示，設(shè)A、B為地球赤道圓的一條直徑的兩端，利用同步衛(wèi)星將一電磁波信號由A點(diǎn)傳到B點(diǎn)，已知地球半徑為R,地球表面處的重力加速度為g,地球自轉(zhuǎn)周期為T,不考慮大氣對電磁波的折射。設(shè)電磁波在空氣中的傳播速度為c。求：kjJ/1同步重/飛星軌道(1)至少要用幾顆同步衛(wèi)星？(2)這幾顆衛(wèi)星間的最近距離是多少？(3)用這幾顆衛(wèi)星把電磁波信號由A

5、點(diǎn)傳到B點(diǎn)需要經(jīng)歷多長時間？7.宇航員駕駛宇宙飛船到達(dá)月球表面，關(guān)閉動力飛船在近月圓軌道繞月球運(yùn)行的周期為T;接著，宇航員調(diào)整飛船動力，安全著陸，宇航員在月球表面離地某一高度處將一小球以初速度vo水平拋出，其水平射程為x。已知月球的半徑為R,萬有引力常量為G,求:(1)月球的質(zhì)量M;(2)小球開始拋出時離地的高度。個人的天職在勇于探索宜理.郴；：T白尼如1.BD解析：“天宮一號”的軌道半徑要小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，因此T天<T北斗，A錯；由于衛(wèi)星所受的萬有引力全部用來提供向心力，因此衛(wèi)星及其內(nèi)的所有物體都處于完全失重狀態(tài)，B對；“天宮一號”的軌道半徑大于地球半徑，因此它的環(huán)繞速度要小于第

6、一宇宙速度,C錯；由a=GM2r知D對。2.AD解析：飛船繞X星球做勻速圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律知MmG二mri4二2rl4二2rlTi2知ri軌道處的向心加速度ai=4二2rlTi2GT：GM2-ri32Mm4二r1一,選項(xiàng)A正確。由G=m2-=mai,ri工，而對繞X星球表面飛行的飛船有6塔R2mgx（R為X星球的半徑），則gx=GM2>ai=Rri4二2rlTi2，選項(xiàng)B錯誤。由GMmr2vmr上二戶，選項(xiàng)C錯誤。根據(jù)ri2Mm4二rG-=mrTTTir23目F，即,ri3T2=,選項(xiàng)D正確。ri3.解：(1)設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m,地球的質(zhì)量為M衛(wèi)星在地球表面附近繞

7、地球做勻速圓周運(yùn)動滿足MmG2=mgR2第一宇宙速度是指衛(wèi)星在地球表面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動的速度,的向心力等于它受到的萬有引力衛(wèi)星做圓周運(yùn)動MmG2=mR22Vi式代入式，得Vi=ggR;(2)衛(wèi)星受到的萬有引力為GMJnmr(空)2rT由式解得r=3gR2T2Mm0G2-=mog衛(wèi)星在A點(diǎn)的加速度(3)設(shè)質(zhì)量為mo的小物體在地球表面附近所受重力為m°g,則,4o將地球看成是半徑為R的均勻球體，其體積為V=4兀R3地球的平均密度為P=M=三一。V4二GR4 .解：(i)設(shè)地球質(zhì)量為M,衛(wèi)星質(zhì)量為m,萬有引力常量為G,為a。根據(jù)牛頓第二定律有GMJ=ma(Rhi)2設(shè)質(zhì)量為m

8、9;的物體在地球赤道表面上受到的萬有引力等于重力，有MmR2=mg由以上兩式得a"(2)設(shè)遠(yuǎn)地點(diǎn)B距地面的高度為h2,衛(wèi)星受到的萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有:Mm(Rh2)24二2(R+h2)應(yīng)用黃金代換解得：h2=3：'史工_R。4二25 .解：(1)根據(jù)萬有引力定律和向心力公式，對月球有:空)2rT質(zhì)量為m的物體在地球表面時:mg=GMm解得:二3延匚；V42(2)設(shè)月球表面處的重力加速度為g月，根據(jù)題意:g月tvo=，gGM月月=,斛得:*M月=22vor月Gt6.解：(1)至少要用兩顆同步衛(wèi)星，這兩顆衛(wèi)星分別位于圖中所示的P1和P2兩點(diǎn)。(2)(3)L同步衛(wèi)

9、3星軌道由示意圖可知，這兩顆衛(wèi)星間的最近距離是d=2R。設(shè)同步衛(wèi)星的軌道半徑為r=OPi,由萬有引力定律和牛頓第二定律:Mm4二2對地面上的物體有：mOg=GMm0R2解得r=22'gR2T244K2用這兩顆衛(wèi)星把電磁波信號由A點(diǎn)傳到B點(diǎn)需要經(jīng)歷的時間為t=2R+2PB,又P1Bc3,.g2R4T4=Jr2-R2,解得：t=2R2；16二-R27.解：(1)飛船繞月近地運(yùn)行，月球?qū)︼w船的萬有引力提供向心力，有2Mm4二G穴=mRR2T2解得月球的質(zhì)量M=GT2(2)小球做平拋運(yùn)動，水平方向上做勻速直線運(yùn)動，有豎直方向上做自由落體運(yùn)動，有h=2g月t22在月球表面，小球受到月球的萬有引力

10、近似等于重力，x=VotMm=mg月=mRRT4二2月球表面的重力加速度g月=RT2222二2X2RTVo22小球開始拋出時離地的高度h=%R當(dāng)TVo情感語錄1 .愛情合適就好，不要委屈將就，只要隨意，彼此之間不要太大壓力2 .時間會把最正確的人帶到你身邊，在此之前，你要做的，是好好的照顧自己3 .女人的眼淚是最無用的液體，但你讓女人流淚說明你很無用4 .總有一天，你會遇上那個人，陪你看日出，直到你的人生落幕5 .最美的感動是我以為人去樓空的時候你依然在6 .我莫名其妙的地笑了，原來只因?yàn)橄氲搅四?,會離開的都是廢品，能搶走的都是垃圾8 .其實(shí)你不知道，如果可以，我愿意把整顆心都刻滿你的名字9

11、 .女人誰不愿意青春永駐，但我愿意用來換一個疼我的你10 .我們和好吧，我想和你拌嘴吵架，想鬧小脾氣，想為了你哭鼻子，我想你了11 .如此情深，卻難以啟齒。其實(shí)你若真愛一個人，內(nèi)心酸澀，反而會說不出話來12 .生命中有一些人與我們擦肩了，卻來不及遇見；遇見了，卻來不及相識；相識了，卻來不及熟悉，卻還要是再見13 .對自己好點(diǎn)，因?yàn)橐惠呑硬婚L；對身邊的人好點(diǎn)，因?yàn)橄螺呑硬灰欢苡鲆?4 .世上總有一顆心在期待、呼喚著另一顆心15 .離開之后，我想你不要忘記一件事：不要忘記想念我。想念我的時候，不要忘記我也在想念你16 .有一種緣分叫鐘情，有一種感覺叫曾經(jīng)擁有，有一種結(jié)局叫命中注定，有一種心痛叫綿

12、綿無期17 .冷戰(zhàn)也好，委屈也罷，不管什么時候，只要你一句軟話，一個微笑或者一個擁抱，我都能笑著原諒18 .不要等到秋天，才說春風(fēng)曾經(jīng)吹過;不要等到分別，才說彼此曾經(jīng)愛過19 .從沒想過，自己可以愛的這么卑微，卑微的只因?yàn)槟愕囊痪湓捑托老膊灰?0 .當(dāng)我為你掉眼淚時，你有沒有心疼過情感語錄1 .愛情合適就好，不要委屈將就，只要隨意，彼此之間不要太大壓力2 .時間會把最正確的人帶到你身邊，在此之前，你要做的，是好好的照顧自己3 .女人的眼淚是最無用的液體，但你讓女人流淚說明你很無用4 .總有一天，你會遇上那個人，陪你看日出，直到你的人生落幕5 .最美的感動是我以為人去樓空的時候你依然在6 .我莫

13、名其妙的地笑了，原來只因?yàn)橄氲搅四? .會離開的都是廢品，能搶走的都是垃圾8 .其實(shí)你不知道，如果可以，我愿意把整顆心都刻滿你的名字9 .女人誰不愿意青春永駐，但我愿意用來換一個疼我的你10 .我們和好吧，我想和你拌嘴吵架，想鬧小脾氣，想為了你哭鼻子，我想你了11 .如此情深，卻難以啟齒。其實(shí)你若真愛一個人，內(nèi)心酸澀，反而會說不出話來12 .生命中有一些人與我們擦肩了，卻來不及遇見；遇見了，卻來不及相識；相識了，卻來不及熟悉，卻還要是再見13 .對自己好點(diǎn)，因?yàn)橐惠呑硬婚L；對身邊的人好點(diǎn)，因?yàn)橄螺呑硬灰欢苡鲆?4 .世上總有一顆心在期待、呼喚著另一顆心15 .離開之后，我想你不要忘記一件事：不要忘