萬有引力與航天個(gè)必須掌握的習(xí)題模型

1、萬有引力與航天43個(gè)必須掌握的習(xí)題模型1 .若人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，則下列說法中正確的是（A.衛(wèi)星的軌道半徑越大，它的運(yùn)行速度越大B.衛(wèi)星的軌道半徑越大，它的運(yùn)行速度越小C衛(wèi)星的質(zhì)量一定時(shí)，軌道半徑越大，它需要的向心力越大D.衛(wèi)星的質(zhì)量一定時(shí)，軌道半徑越大，它需要的向心力越小2甲、乙兩顆人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量相等，它們的軌道都是圓，若甲的運(yùn)動周期比乙小，貝（）A.甲距地面的高度比乙小 B.甲的加速度一定比乙小潼C.甲的加速度一定比乙大 D.甲的速度一定比乙大潼3下面是金星、地球、火星的有關(guān)情況比較。星球金星地球火星公轉(zhuǎn)半徑1. 0 xioj km1. 5 xlOskm2. 25 xios

2、km自轉(zhuǎn)周期243日23時(shí)56分24時(shí)37分表面溫度480 r15CV/100C Or大氣主要成 分約95%的C0278%的 N2, 21%的 02約95%的C02根據(jù)以上信息，關(guān)于地球及地球的兩個(gè)鄰居金星和火星（行星的運(yùn)動可看作圓周運(yùn)動）下列 判斷正確的是（）A .金星運(yùn)行的線速度最小，火星運(yùn)行的線速度最大B .金星公轉(zhuǎn)的向心加速度大于地球公轉(zhuǎn)的向心加速度C .金星的公轉(zhuǎn)周期一定比地球的公轉(zhuǎn)周期小D .金星的主要大氣成分是由C02組成的，所以可以判斷氣壓一定很 大4.如圖1-4-1所示，在同一軌道平面上，有繞地球做勻速圓周運(yùn)動的 衛(wèi)星A、B、C某時(shí)刻在同一 條直線上，則 （學(xué)習(xí)）文檔收集自網(wǎng)

3、絡(luò)，僅用于個(gè)人A.經(jīng)過一段時(shí)間，它們將同時(shí)回到原位置B.衛(wèi)星C受到的向心力最小C.衛(wèi)星B的周期比C小D.衛(wèi)星A的角速度最大.某天體半徑是地球半徑的K倍，密度是地球的）p倍，則該天體表面的重力加速度是地球 士一工，文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)A. 倍 B P半徑之比僅二q,則兩行星表面的重力加速度之比為 D. PQ.，方兩顆行星，質(zhì)量之比 M*nMB*,第1頁AB.PQ2 c.人造衛(wèi)星離地球表面距離等于地球半徑R,衛(wèi)星以速度V沿圓軌道運(yùn)動，設(shè)地面上的重力加速度為9,貝八（）文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)A. V =j4gR B. V = j2gR C. V =_ygR D.v =JgR/2已知

4、地球半徑為R,地面重力加速度為g.假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)加快，則赤道上的物體就 可能克服地球引力而飄浮起來，則此時(shí) 地球的自轉(zhuǎn)周期為（）文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)A. f B.,厝 C. ,氓27P弒組成星球的物質(zhì)是靠引力吸引在一起的，這樣的星球有一個(gè)最大的自轉(zhuǎn)速率.如果超過了該速率，星球的萬有引力將不足以維持其赤道附近的物體做圓周運(yùn)動.由此能得到半徑為R、密度為P、質(zhì)量為M且均勻分布的星球的最小自轉(zhuǎn)周期T.下列表達(dá)式中正確的是（）文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)A . T=2 冗 JR7GM b. T=2 冗 J3R7GM C. T=J;i/GP D . T=j3 /GP 答案：如果萬有引力不足以

5、充當(dāng)向心力，星球就會解體，據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律得：Gm=R得T=2 n 又因?yàn)镸=np所以T= I一文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人R2 T2HGM3VgP10.學(xué)習(xí)若有一艘宇宙飛船在某T,引力常數(shù)為G,那么該某飛船飛到火星上測得火星g一行星表面做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)其周蝴卻I網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)行星的平均密度為（3兀 c匡 D.再一2.蹬理蘸轉(zhuǎn)的軌道半徑是R,周期是T%則（）n.地球公轉(zhuǎn)的軌道半徑是關(guān)鵬曲闌12.地球裳隔重力加速度g地、Gtv 4 兀VGT:檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)C. RtZ D. R1T15地球伸舉徑R地，地球的質(zhì)量M地,文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于k （均不計(jì)阻力）,（）文

6、檔收集文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人火、火星的半徑R火、由此可得火星的質(zhì)量為（ 表面的重力加速度個(gè)人學(xué)習(xí)，火r火力A.B.咤M地C 2 M ikg火*火g火火 ,g火尺火g地R地2 _ M地D.M地.設(shè)在地球上和某天體上以相同的初速度豎直上拋一物體的最大高度比為 且已知地球與該天體的半徑之比也為k,則地球與此天體的質(zhì)量之比為自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)A. 1 B.C.D. 1/學(xué)習(xí).某星球的質(zhì)量約為地球的射描6W避格建柵莊；半，若從地球上高從同壽平拋一物體，B 15nlC 90m 國度以同樣的初速度平拋同，物體，射程應(yīng)為A. 10m15以下說法正確的是（D . 36m文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)A、

7、第一宇宙速度是物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)的速度B、第一宇宙速度是使物體成為一顆人造衛(wèi)星理論上最小發(fā)射速度C、在地面附近發(fā)射衛(wèi)星，如果發(fā)射速度大于7.9km/s,而小于lL2kni/s,它繞地球運(yùn)行的軌跡就是橢圓D、紫金山天文臺發(fā)現(xiàn)的吳健雄星”直徑為32km,密度與地球相同，貝夠小行星的第一宇宙 速度大小約為20m/s16 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，可以測量環(huán)中各層 的線速度a與該I層到土星中心的距離R之間的關(guān)系來判斷：（）A .若VXR,則該層是土星的一部分；B .若v?xR,則該層是土星的衛(wèi)星群C .若VX1/ R,則該層是土星的一部分D.若v?xi

8、/ R,該層是土星的衛(wèi)星群17設(shè)月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期為27天，則同步衛(wèi)星到地心的距離r同與月地球心間距r月的比值 r同：r月=18可以發(fā)射一顆這樣的人造地球衛(wèi)星，使其軌道面（）A、與地球表面上某一緯度線（非赤道）是共面同心圓；B、與地球表面上某一經(jīng)度線所決定的圓是共面同心圓；C、與地球表面上的赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對地球表面靜止；D、與地球表面上的赤道線是共面同心圓，但衛(wèi)星相對地球表面運(yùn)動；E、以地心為焦點(diǎn)的橢圓軌道文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)19兩顆靠得較近的天體稱為雙星，它們以連線上某點(diǎn)為圓心作勻速圓周運(yùn)動，因而不至于由于引 力作用而吸引在一起，以下說法中正確的是（）A.它們作圓周

9、運(yùn)動的角速度之比與其質(zhì)量成反比B.它們作圓周運(yùn)動的線速度之比與其質(zhì)量成反比C .它們所受向心力之比與其質(zhì)量成反比D.它們作圓周運(yùn)動的半徑與其質(zhì)量成反比。文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)若在神舟二號”無人飛船的軌道艙中進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，下列實(shí)驗(yàn)儀器密度計(jì)物理天平電子秤擺鐘水銀氣壓計(jì)水銀溫度計(jì)多用電表 仍可以使用的是（）A.B.C.D.已知萬有引力恒量，在以下各組數(shù)據(jù)中，根據(jù)哪幾組可以測地球質(zhì)量（）地球繞太陽運(yùn)行的周期與太陽與地球的距離月球繞地球運(yùn)行的周期與月球離地球的距離 地球半徑、地球自轉(zhuǎn)周期及同步衛(wèi)星高度地球半徑及地球表面的重力加速度A.B.22、火星與地球的質(zhì)量之比為C.D.文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用

10、于個(gè)人學(xué)習(xí)加速度之比為（）P,半徑之比為q,則火星表面的重力加速度和地球表面的重力PA2A. /Rc. g。夕g文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)23、地球表面處的重力加速度為g,則在距地面高度等于地球半徑處的重力加速度為（A. gB. g/2 C. g/4 D. 2g文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)24、一名宇航員來到某星球上，如果該星球的質(zhì)量為地球的一半，它的直徑也為地球的一半，那么這名宇航員在該星球上的重力是他在地球上重力的 （）A. 4倍B. 0. 5倍C. 0. 25倍D. 2倍文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)25、關(guān)于地球的運(yùn)動，正確的說法有 （）A.對于自轉(zhuǎn)，地表各點(diǎn)的線速度隨緯度增大而

11、減小B.對于自轉(zhuǎn)，地表各點(diǎn)的角速度隨緯度增大而減小C.對于自轉(zhuǎn)，地表各點(diǎn)的向心加速度隨緯度增大而增大D.公轉(zhuǎn)周期等于24小時(shí)文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí) 26 已知金星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期小于1年，則可判定金星到太陽的距離小于地球到太陽的距離金星的質(zhì)量大于地球的質(zhì)量 金星的密度大于地球的密度 (D金星的向心加速度大于地球的向心加速度 TOC o 1-5 h z A.B.C.D.27、人造地球衛(wèi)星所受的向心力與軌道半徑r的關(guān)系，下列說法中正確的是 (F 二 G 萱2A.由何知，向心力與1成反比B.由八可知，向心力與r成反比C.由尸二田6可知，向心力與r成正比D.由F二挑加可知，向心力與r無關(guān)28、

12、關(guān)于人造地球衛(wèi)星及其中物體的超重和失重問題，下列說法正確的是(在發(fā)射過程中向上加速時(shí)產(chǎn)生超重現(xiàn)象在降落過程中向下減速時(shí)產(chǎn)生失重現(xiàn)象進(jìn)入軌道時(shí)作勻速圓周運(yùn)動，產(chǎn)生失重現(xiàn)象(4)失重是由于地球?qū)πl(wèi)星內(nèi)物體的作用力減小而引起的A. B. C.D.29、人造地球衛(wèi)星繞地心為圓心，做勻速圓周運(yùn)動，下列說法正確的是-(A.半徑越大，速度越小，周期越小B.半徑越大，速度越小，周期越大C.所有衛(wèi)星的速度均相同，與半徑無關(guān)D.所有衛(wèi)星的角速度均相同，與半徑無關(guān)30、如圖所示，衛(wèi)星A、B、C在相隔不遠(yuǎn)的不同軌道上，以地球?yàn)橹行淖鰟蛩賵A周運(yùn)動，且運(yùn)動方向相同，若在某個(gè)時(shí)刻恰好在同一直線上，則當(dāng)衛(wèi)星A轉(zhuǎn)過一個(gè)周期時(shí)，

13、下列關(guān)于三顆衛(wèi)星的說法正確的是()A.三顆衛(wèi)星的位置仍在一條直線上B.衛(wèi)星A的位置超前于B,衛(wèi)星C的位置滯后于BC.衛(wèi)星A的位置滯后于B,衛(wèi)星C的位置超前于BD.衛(wèi)星A的位置滯后于B和C文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)31關(guān)于第一宇宙速度，下列說法不正確的是A.它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度B.它等于人造地球衛(wèi)星在近地圓形軌道上的運(yùn)行速度C.它是能使衛(wèi)星在近地軌道運(yùn)動的最小發(fā)射速度D.它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)動時(shí)的近地點(diǎn)速度32關(guān)于地球同步衛(wèi)星下列說法正確的是地球同步衛(wèi)星和地球同步，因此同步衛(wèi)星的高度和線速度大小是一定的地球同步衛(wèi)星的地球的角速度雖被確定，但高度和速度可以選擇，高度增加，速度

14、增 大，高度降低，速度減小地球同步衛(wèi)星只能定點(diǎn)在赤道上空，相對地面靜止不動（4）以上均不正確A.B.C.D.33、在地球（看作質(zhì)量均勻分布的球體）上空有許多同步衛(wèi)星，下面說法正確的是（A.它們的質(zhì)量可能不同B.它們的速度大小可能不同C.它們的向心加速度大小可能不同D.它們離地心的高度可能不同 34從地面上豎直向上發(fā)射一航天器，當(dāng)航天器豎直向上以加速度a=g/2勻加速運(yùn)動時(shí)，航 天器內(nèi) 物體對水平支持面的壓力為其靜止在地球表面時(shí)對水平支持面壓力的17/18,已知地球半徑為R,求此時(shí)航天器里地面的高度。文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)35在某星球上以某初速度V。水平拋出一物體，經(jīng)時(shí)間t落在離拋出點(diǎn)距

15、離為L的Q點(diǎn)；若以2Vo 水平拋出，則落在離拋出點(diǎn)距離為2 3的N點(diǎn)，已知星球半徑為R,萬有引力常量為G,求該星球的 質(zhì)量文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)37地球可視為球體，其自轉(zhuǎn)周期為 上用彈簧秤測得同一物體的重力為36火星半徑為地球半徑的一半，火星質(zhì)量為地球的1/9,在地球上一位連同宇航服總質(zhì)量為lOOKg 的宇航員，在火星上其質(zhì)量與重力又是多少？他在地球上豎直上拋某物體的最大高度為H,則他在 火星上以同樣的條件豎直上拋該物體，又能拋多高？文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)T,在它的兩極處用彈簧秤測得某物體的重力為F,在赤道0. 9F,則地球的平均密度是多少？文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)38有

16、3顆質(zhì)量相同的人造地球衛(wèi)星，A衛(wèi)星地球的在赤道上，B衛(wèi)星為近地衛(wèi)星，C衛(wèi)星為地文 球的同步衛(wèi)星，比較三衛(wèi)星所受向心檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)力，線速度，角速度，周期的大小。人學(xué)習(xí)39關(guān)于天體的計(jì)算觀測環(huán)繞某天體運(yùn)行的衛(wèi)星周期為T,軌道半徑為r,天體半徑為R,求天體質(zhì)量17一二朋一 rM 十解：F,嚴(yán)得GT?設(shè)近天體表面運(yùn)行的衛(wèi)星周期為T,求天體的平均密度-M3文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí)（Jf 3 打40請推導(dǎo)衛(wèi)星繞地線速度V、角速度3、周期T與軌道半徑的關(guān)系。例7 V? GMG-二/一V 二 J由由 F得Y廣，r越大，3越小/尸得V F , r越大，V越小由 -m一 r T- J41解答選擇

17、廠嚴(yán)得Y OM , r*龍大，T越大文檔的隼白網(wǎng)絡(luò)僅用干個(gè)人學(xué)習(xí) 題時(shí)，對于物體所受重力就是物體所受萬有引力，在地球表面任何地方，同一物體所受重力是不變的，或所受 重力的大小是不變的之類的說話是錯(cuò)誤的。在地球兩極重力就是引力，（引力等于重力與向心力之和，此時(shí)向心力為零）在赤道，重力最?。?引力等于重力與向心力之和，此時(shí)向心力最 大）。其他位置，引力等于重力與向心力的矢量和。解答大題時(shí)，如近地衛(wèi)星繞地球運(yùn)動時(shí)，衛(wèi)星所受重力可 看成是它所受的萬有引力（黃金代換公式：GMmR-mg）。同學(xué)們一定要注意。41請推導(dǎo)衛(wèi)星繞地線速度V、角速度3、周期T與軌道半徑的關(guān)系。 文檔收集自網(wǎng)絡(luò)，僅用于個(gè)人學(xué)習(xí) 42地面上的物體豎直向上或向下勻加速運(yùn)動引起的超重或失重，與太空中關(guān)閉了發(fā)動機(jī)的航天器的失重，其本質(zhì)是一樣的，說的都是物體對支持面的壓力與重力的關(guān)系，在地球表面，超重不是重力變大，失重不是重力變小，完全失重不是重力消失而是對接觸面的壓力為零，在太空中的完全失重不是沒有 重力，而 且也是對接觸面的壓力為零。太空中的物體不存在超重現(xiàn)象。太空中的物體跟它在地面上比 較，重力變小了， 但這不是對