高一物理必修二-第六章《萬(wàn)有引力與航天》復(fù)習(xí)練習(xí)題及參考答案

第4頁(yè)共8頁(yè)高一物理萬(wàn)有引力與航天第一類問題：涉及重力加速度“”的問題解題思路：天體表面重力（或“軌道重力”）等于萬(wàn)有引力，即【題型一】?jī)尚乔虮砻嬷亓铀俣鹊谋容^1、一個(gè)行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的8倍，半徑是地球半徑的4倍，這顆行星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的多少倍？解：忽略天體自轉(zhuǎn)的影響，則物體在天體表面附近的重力等于萬(wàn)有引力，即有，因此：對(duì)地球：……①對(duì)行星：……②則由②/①可得，，即【題型二】軌道重力加速度的計(jì)算2、地球半徑為，地球表面重力加速度為，則離地高度為處的重力加速度是（）A．B．C．D．【題型三】求天體的質(zhì)量或密度3、已知下面的數(shù)據(jù)，可以求出地球質(zhì)量M的是（引力常數(shù)G是已知的）（）A．月球繞地球運(yùn)行的周期T1及月球到地球中心的距離R1B．地球“同步衛(wèi)星”離地面的高度C．地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期T2及地球到太陽(yáng)中心的距離R2D．人造地球衛(wèi)星在地面附近的運(yùn)行速度v和運(yùn)行周期T34、若有一艘宇宙飛船在某一行星表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知其周期為，引力常量為，那么該行星的平均密度為（）A.B.C.D.第二類問題：圓周運(yùn)動(dòng)類的問題解題思路：萬(wàn)有引力提供向心力，即【題型四】求天體的質(zhì)量或密度5、繼神秘的火星之后，今年土星也成了全世界關(guān)注的焦點(diǎn)！經(jīng)過近7年35.2億公里在太空中風(fēng)塵仆仆的穿行后，美航空航天局和歐航空航天局合作研究的“卡西尼”號(hào)土星探測(cè)器于美國(guó)東部時(shí)間6月30日（北京時(shí)間7月1日）抵達(dá)預(yù)定軌道，開始“拜訪”土星及其衛(wèi)星家族。這是人類首次針對(duì)土星及其31顆已知衛(wèi)星最詳盡的探測(cè)！若“卡西尼”號(hào)探測(cè)器進(jìn)入繞土星飛行的軌道，在半徑為R的土星上空離土星表面高的圓形軌道上繞土星飛行，環(huán)繞周飛行時(shí)間為。試計(jì)算土星的質(zhì)量和平均密度。解：探測(cè)器繞土星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力提供向心力。設(shè)土星質(zhì)量為M，探測(cè)器質(zhì)量為m，運(yùn)行周期為T，軌道半徑為r，則有故土星的質(zhì)量為：土星的平均密度為：【題型五】求人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)參量（線速度、角速度、周期等）問題6、兩顆人造衛(wèi)星A、B繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，周期之比為，則軌道半徑之比和運(yùn)動(dòng)速率之比分別為（）A.B.C.D.【題型六】求星球的第一宇宙速度問題7、若取地球的第一宇宙速度為8km/s，某行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的6倍，半徑是地球的1.5倍，這個(gè)行星的第一宇宙速度約為（）A.2km/sB.4km/sC.16km/sD.32km/s【題型七】分析地球同步衛(wèi)星的問題8、我國(guó)發(fā)射的“亞洲一號(hào)”地球同步通信衛(wèi)星的質(zhì)量為l．24t，在某一確定的軌道上運(yùn)行．下列說法正確的是（）（2）方法一：對(duì)月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，由，得方法二：在地面，重力近似等于萬(wàn)有引力，由，得高一物理期中考復(fù)習(xí)三（萬(wàn)有引力與航天）參考答案1、解：忽略天體自轉(zhuǎn)的影響，則物體在天體表面附近的重力等于萬(wàn)有引力，即有，因此：對(duì)地球：……①對(duì)行星：……②則由②/①可得，，即2、選B。若不考慮地球自轉(zhuǎn)，地球表面處有，可以得出地球表面處的重力加速度．在距地表高度為h的高空處，萬(wàn)有引力引起的重力加速度為g＇，由牛頓第二定律可得：即3、選AD。由可以求解出，A正確；地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期T=24h，但是不知道其軌道半徑，因此無法求出地球的質(zhì)量。C選項(xiàng)可以計(jì)算太陽(yáng)的質(zhì)量，但無法計(jì)算地球質(zhì)量。D選項(xiàng)中，由v及T，根據(jù)可以計(jì)算出軌道半徑，進(jìn)而根據(jù)可以求解出地球質(zhì)量。4、選D。5、解：探測(cè)器繞土星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力提供向心力。設(shè)土星質(zhì)量為M，探測(cè)器質(zhì)量為m，運(yùn)行周期為T，軌道半徑為r，則有故土星的質(zhì)量為：土星的平均密度為：6、選C。由可得衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期與軌道半徑的立方的平方根成正比，由可得軌道半徑，然后再由得線速度。7、選C。由得8m/s，某行星的第一宇宙速度為16m/s8、9、10、選C。近地衛(wèi)星離地高度忽略，因此其軌道半徑約等于地球半徑R，而同步衛(wèi)星離地高度約為地球半徑的6倍，因此其軌道半徑為7R。由得，有，AB都錯(cuò)誤。由，有11、選C。航天飛機(jī)在軌道運(yùn)行時(shí)，若突然對(duì)其加速時(shí)，地球?qū)︼w機(jī)的萬(wàn)有引力不足以提供航天飛機(jī)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，航天飛機(jī)就會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)A、B、D不可能實(shí)現(xiàn)對(duì)接。12、A、關(guān)閉動(dòng)力的航天飛船在月球引力作用下向月球靠近，引力做正功，故航天飛機(jī)加速運(yùn)動(dòng)，故A正確；故選ABC．13、解：(1)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則由運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知水平分位移：……①豎直分位移：……②聯(lián)立①②式可以解得月球表面的重力加速度為：③（2）月球表面的物體的重力等于月球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力，則④解得月球的質(zhì)量為：⑤（3）月球表面附近運(yùn)行的衛(wèi)星，其軌道半徑近似等于月球的半徑，則由牛頓