高中物理萬有引力理論的成就實(shí)驗(yàn)專題訓(xùn)練

1、外裝訂線請不要在裝訂線內(nèi)答題內(nèi)裝訂線高中物理萬有引力理論的成就實(shí)驗(yàn)，探究題專題訓(xùn)練姓名：_ 班級：_考號：_一、實(shí)驗(yàn),探究題（共9題）1、 在萬有引力定律研究太陽系中的行星圍繞太陽運(yùn)動時，我們可以根據(jù)地球的公轉(zhuǎn)周期，求出地球的質(zhì)量。在運(yùn)算過程中，采用理想化方法，把太陽和地球看成質(zhì)點(diǎn)，還做了和-的簡化處理。有一人造天體飛臨某個行星，并進(jìn)入該行星的表面圓軌道，測出該天體繞行星運(yùn)行一周所用的時間為T，則這顆行星的密度是-。2、 一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進(jìn)入靠近該行星表面的圓形軌道繞行數(shù)圈后，著陸在該行星上，飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)器材：A精確的秒表一只； B已知質(zhì)量為m的物體一個；C彈簧秤一個

2、； D天平一臺(附砝碼)。已知宇航員在繞行時以及著陸后作了一次測量，依據(jù)測量數(shù)據(jù)，可求出該星球的半徑R及星球的質(zhì)量M。(已知萬有引力常量為G)(1)兩次測量所選用的器材分別是_ 、_ (填器材前的序號)(2)兩次測量的物理量分別是_ 、_ (3)R=_ 、M=_ _3、 一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進(jìn)入靠近該行星表面的圓形軌道繞行數(shù)圈后，著陸在該行星上。飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)器材 A精確秒表一只 B已知質(zhì)量為m的物體一個 C彈簧秤一個 D天平一臺（附砝碼）已知宇航員在繞行時及著陸后各作了一次測量，依據(jù)測量數(shù)據(jù)，可求出該星球的半徑R及星球的質(zhì)量M。（已知萬有引力常量為G） （1）兩次測量所選

3、用的器材分別為 . 。（用序號表示） （2）兩次測量的物理量分別是 . 。 （3）用該數(shù)據(jù)寫出半徑R.質(zhì)量M的表達(dá)式。R= ,M= 。4、 兩顆人造地球衛(wèi)星分別繞地球作勻速圓周運(yùn)動，衛(wèi)星質(zhì)量，軌道半徑，則它們的角速度之比_，周期之比T1T2 = ，線速度之比 。5、 一顆在赤道上空運(yùn)行的人造衛(wèi)星，其軌道半徑為r=2R (R為地球半徑)，衛(wèi)星的運(yùn)動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同。已知地球自轉(zhuǎn)的角速度為，地球表面處的重力加速度為g。（1）求人造衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的角速度。（2）若某時刻衛(wèi)星通過赤道上某建筑物的正上方，求它下次通過該建筑物上方需要的時間。6、 偵察衛(wèi)星在通過地球兩極上空的圓軌道上運(yùn)行，它的運(yùn)行軌

4、道距地面高度為h，已知地球半徑為R，地面表面處的重力加速度為g，地球的自轉(zhuǎn)周期為T。 試求該衛(wèi)星的運(yùn)行速度； 要使衛(wèi)星在一天內(nèi)將地面上赤道各處在日照條件下的情況全部拍下來，衛(wèi)星在通過赤道上空時，衛(wèi)星上的攝像機(jī)應(yīng)拍攝地面上赤道圓周的弧長S是多少?7、 科學(xué)家在地球軌道外側(cè)發(fā)現(xiàn)了一顆繞太陽運(yùn)行的小行星，經(jīng)過觀測該小行星每隔t時間與地球相遇一次，已知地球繞太陽公轉(zhuǎn)半徑是R，周期是T，設(shè)地球和小行星都是圓軌道，求小行星與地球的最近距離。 8、 某一行星有一質(zhì)量為m的衛(wèi)星，以半徑r，周期T做勻速圓周運(yùn)動，求：（1）行星的質(zhì)量；（2）衛(wèi)星的加速度；（3）若測得行星的半徑恰好是衛(wèi)星運(yùn)行半徑的，則行星表面的重

5、力加速度是多少？9、 假設(shè)我們已經(jīng)進(jìn)入航天時代，一個由高中學(xué)生組成的航天興趣小組正乘宇宙飛船前往X星球，準(zhǔn)備用下列器材測量X星球表面的重力加速度g，這些器材是：A、鉤碼一盒，B、重錘一個，C、已知直徑的帶孔小球一個，D、無彈性的絲線一根，E、刻度尺一把，F(xiàn)、測力計(jì)一個，G、天平一臺（含砝碼一盒），H、秒表一個，I、支架（能滿足實(shí)驗(yàn)所需的固定作用），J、光電計(jì)時器（可用來精確測量運(yùn)動物體經(jīng)過兩點(diǎn)的時間間隔）。到達(dá)X星球后，某同學(xué)從以上器材中選擇合適的器材，根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)原理，用不同的方法測量出重力加速度g的值，現(xiàn)請你選用以上器材，至少用一種方法完成他所做的實(shí)驗(yàn)，需寫出所選器材（填寫代號）、所需測

6、量的物理量的名稱（并以常用符號表示）、用直接測量的物理量表示出重力加速度。-。=參考答案=一、實(shí)驗(yàn),探究題1、 2、 (1)A、 BC(2) 飛船在靠近星體表面圓形軌道繞行的周期T質(zhì)量為m的物體在該星上的重力F(3)、3、 A BC 周期T 物體重力F 4、 8:1 8:1 2:15、 答案：（1）地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供作圓周運(yùn)動的向心力 地面表面附近的重力加速度g = 把r2R代入，解方程可得 （2）衛(wèi)星下次通過該建筑物上方時，衛(wèi)星比地球多轉(zhuǎn)2弧度，所需時間 6、 答案：設(shè)地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星質(zhì)量為m，衛(wèi)星在運(yùn)行時，由萬有引力提供向心力：設(shè)地球表面有個質(zhì)量為m0的物體，則：m0g= 由式聯(lián)立

7、，衛(wèi)星的運(yùn)行速度為：設(shè)衛(wèi)星的運(yùn)動周期為T，則：得： 一天內(nèi)偵察衛(wèi)星經(jīng)過有日照的赤道上空次數(shù)為：攝像機(jī)每次應(yīng)拍攝地面上赤道圓周的弧長為：S 得：S 7、 解：設(shè)小行星繞太陽周期為T/，T/T,地球和小行星沒隔時間t相遇一次，則有 設(shè)小行星繞太陽軌道半徑為R/,萬有引力提供向心力有同理對于地球繞太陽運(yùn)動也有 由上面兩式有 所以當(dāng)?shù)厍蚝托⌒行亲罱鼤r 8、 考點(diǎn)： 萬有引力定律及其應(yīng)用分析： （1）由萬有引力提供向心力，可以列式求解；（2）同樣由萬有引力提供向心力，可以列式求解；（3）根據(jù)行星表面，重力等于萬有引力，可以列式求解解答： 解：（1）設(shè)行星的質(zhì)量為M，由行星對衛(wèi)星的萬有引力提供向心力得解之得（2）由式得到衛(wèi)星的加速度（3）設(shè)行星表面的重力加速度為g，行星半