版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、温馨提示: 此套题为word版,请按住ctrl,滑动鼠标滚轴,调节合适的观看比例,答案解析附后。关闭word文档返回原板块。课时巩固过关练 五万有引力定律及其应用(20分钟50分)一、选择题(本大题共6小题,每小题6分,共36分。其中第13题为单选,第46题为多选)1.火星探测器沿火星近地圆轨道飞行,其周期和相应的轨道半径分别为t0和r0,火星的一颗卫星在其圆轨道上的周期和相应的轨道半径分别为t和r,则下列关系正确的是()a.lgtt0=32lgrr0b.lgtt0=2lgrr0c.lgtt0=32lgr0rd.lgtt0=2lgr0r【解析】选a。根据开普勒第三定律得r03t02=r3t2,
2、则r3r03=t2t02,所以它们的对数关系可以表达为lgtt0=32lgrr0,故a正确,b、c、d错误。2.(2017·北京高考)利用引力常量g和下列某一组数据,不能计算出地球质量的是()世纪金榜导学号49294134a.地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)b.人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期c.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离d.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离【解析】选d。不考虑地球自转的情况下,在地球表面,重力等于万有引力,mg=gmmr2,m=gr2g,能计算出地球的质量;人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动时,gmmr2=mv
3、2r,又有v=2tr,已知速度及周期时,联立可求得地球的质量;月球绕地球做圆周运动时,gmmr2=m42t2r,在已知周期和地月间距离的情况下,可以求出地球的质量;地球绕太阳做圆周运动时,我们只能求出中心天体太阳的质量,不能求出地球的质量,故选d。【加固训练】(2017·双鸭山一模)为研究太阳系内行星的运动,需要知道太阳的质量,已知地球半径为r,地球质量为m,太阳与地球中心间距为r,地球表面的重力加速度为g,地球绕太阳公转的周期为t。则太阳的质量为()a.42r3t2r2gb.t2r2g42mr3c.42mgr2r3t2d.42mr3t2r2g【解析】选d。地球绕太阳做匀速圆周运动,
4、则有gmmr2=m42rt2,对地球表面物体m有gmm'r2=mg,两式联立得m=42mr3t2r2g,故d正确,a、b、c错误。3.某颗行星的同步卫星正下方的行星表面上有一观察者,他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星,发现日落的t2时间内有t6的时间看不见此卫星。已知该行星自转周期为t,行星半径为r。不考虑大气对光的折射,则该同步卫星距该星球的高度是()a.rb.2rc.5.6rd.6.6r【解析】选a。根据光的直线传播规律,日落的t2时间内有t6时间该观察者看不见此卫星。如图所示,同步卫星相对地心转过的角度为=2,sin=rr,又有=t=2t×t6=3,则=6,解以上各
5、式得r=2r,则高度h=r-r=r,故a正确,b、c、d错误。4.(2017·武汉一模)如图所示,某次发射远地圆轨道卫星时,先让卫星进入一个近地的圆轨道,在此轨道正常运行时,卫星的轨道半径为r1、周期为t1;然后在p点点火加速,进入椭圆形转移轨道,在此轨道正常运行时,卫星的周期为t2;到达远地点q时再次点火加速,进入远地圆轨道,在此轨道正常运行时,卫星的轨道半径为r3、周期为t3(轨道的近地点和远地点分别为轨道上的p点、轨道上的q点)。已知r3=2r1,则下列关系正确的是世纪金榜导学号49294135()a.t2=33t1b.t2=338t3c.t3=22t1d.t3=364t1【解
6、析】选b、c。根据开普勒第三定律得t32t12=r33r13=231,解得t3t1=22,即t3=22t1,故c正确、d错误;根据开普勒第三定律得t22t12=r1+r323r13=3r123r13=323,解得t2t1=364,即t2=364t1,故a错误;根据开普勒第三定律得t22t32=r1+r323r33=3r123(2r1)3=343,解得t2t3=338,即t2=338t3,故b正确。【加固训练】(多选)“嫦娥五号”探路兵发射升空为计划于2017年左右发射的“嫦娥五号”探路,并在8天后以“跳跃式返回技术”成功返回地面。“跳跃式返回技术”指航天器在关闭发动机后进入大气层,依靠大气升力
7、再次冲出大气层,降低速度后再进入大气层。如图所示,虚线为大气层的边界。已知地球半径为r,地心到d点距离为r,地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是()a.“嫦娥五号”在b点处于完全失重状态b.“嫦娥五号”在d点的加速度等于gr2r2c.“嫦娥五号”在a点速率大于在c点的速率d.“嫦娥五号”在c点速率大于在e点的速率【解析】选b、c。根据曲线运动的规律,运动轨迹在合力和速度的夹角之间(合力指向运动轨迹的凹侧),由题图可知航天器在b点处于超重状态,故a错误;在d点gmmr2=ma,且在地面附近万有引力近似等于重力:gmmr2=mg,可得加速度a=gr2r2,故b正确;航天器在a、c、e三点到地心
8、距离相等,航天器从a到c克服大气阻力,动能减少;从c到e无大气阻力,va>vc,vc=ve,故c对,d错。5.某同学学习了天体运动的知识后,假想宇宙中存在着由四颗星组成的孤立星系。如图所示,一颗母星处在正三角形的中心,三角形的顶点各有一颗质量相等的小星围绕母星做圆周运动。如果两颗小星间的万有引力为f,母星与任意一颗小星间的万有引力为9f。则()a.每颗小星受到的万有引力为(3+9)fb.每颗小星受到的万有引力为(32+9)fc.母星的质量是每颗小星质量的3倍d.母星的质量是每颗小星质量的33倍【解析】选a、c。设正三角形边长为a,小星的质量为m,母星的质量为m,则母星与小星间距离为r=3
9、3a,则小星间万有引力为f=gmma2,母星和小星间万有引力为9f=gmmr2,则m=3m,c正确;小星受到的万有引力合力为2f×cos30°+9f=(9+3)f,a正确。6.(2017·咸阳二模)“嫦娥三号”从距月面高度为100km的环月圆轨道上的p点实施变轨,进入近月点为15km的椭圆轨道,由近月点q成功落月,如图所示。关于“嫦娥三号”,下列说法正确的是()世纪金榜导学号49294136a.沿轨道运动至p点时,需制动减速才能进入轨道b.沿轨道运行的周期大于沿轨道运行的周期c.沿轨道运行时,在p点的加速度大于在q点的加速度d.在轨道上由p点运行到q点的过程中,万
10、有引力对其做正功,它的动能增加,重力势能减小,机械能不变【解析】选a、d。在轨道上运动,从p点开始变轨,可知“嫦娥三号”做近心运动,在p点应该制动减速以减小向心力,通过做近心运动减小轨道半径,故a正确;轨道的半长轴小于轨道的半径,根据开普勒第三定律可知沿轨道运行的周期小于轨道上的周期,故b错误;在轨道上运动时,“嫦娥三号”只受万有引力作用,在p点时的万有引力比q点的小,故p点的加速度小于在q点的加速度,故c错误;根据开普勒第二定律可知,在轨道上由p点运行到q点的过程中,万有引力对“嫦娥三号”做正功,“嫦娥三号”的速度逐渐增大,动能增加,重力势能减小,机械能不变,故d正确。【总结提升】分析卫星变
11、轨应注意的三个问题(1)卫星变轨时半径的变化,根据万有引力和所需向心力的大小关系判断;稳定的新轨道上的运行速度变化由v=gmr判断。(2)卫星在不同轨道上运行时机械能不同,轨道半径越大,机械能越大。(3)卫星经过不同轨道相交的同一点时加速度相等,外轨道的速度大于内轨道的速度。二、计算题(14分。需写出规范的解题步骤)7.木星的卫星之一叫艾奥,它上面的珞珈火山喷出的岩块初速度为v0时,上升的最大高度可达h。已知艾奥的半径为r,引力常量为g,忽略艾奥的自转及岩块运动过程中受到稀薄气体的阻力,求:(1)艾奥表面的重力加速度大小g和艾奥的质量m。(2)距艾奥表面高度为2r处的重力加速度大小g。(3)艾
12、奥的第一宇宙速度v。【解析】(1)岩块做竖直上抛运动,则有:0-v02=-2gh解得:g=v022h忽略艾奥的自转,则有:gmmr2=mg解得:m=r2v022gh(2)距艾奥表面高度为2r处有:gmm'(r+2r)2=mg解得:g=v0218h(3)某卫星在艾奥表面绕其做圆周运动时:mg=mv2r解得:v=v0r2h答案:(1)v022hr2v022gh(2)v0218h(3)v0r2h(25分钟50分)1.(7分)2016年11月17日12时41分,我国航天员景海鹏、陈冬踏上返回之旅,他们在“天宫二号”空间实验室已工作生活了30天,创造了中国航天员太空驻留时间的新纪录,假设未来的某
13、一天我国宇航员登上某一星球,测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,而该星球的平均密度与地球差不多,则该星球质量大约是地球质量的()a.2倍b.4倍c.8倍d.16倍【解析】选c。根据万有引力等于重力,则有gmmr2=mg,解得g=gmr2,其中m是地球的质量,r是物体在某位置到球心的距离,根据密度与质量关系得m=·43r3,星球的密度跟地球密度相同,g=gmr2=g·43r,星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,所以星球的半径也是地球半径的2倍,根据m=·43r3得,星球质量是地球质量的8倍,故a、b、d错误,c正确。2.(7分)(多选)
14、(2017·泰安二模)一球形行星对其周围物体的万有引力使物体产生的加速度用a表示,物体到球形行星表面的距离用h表示,a随h变化的图象如图所示,图中a1、h1、a2、h2及万有引力常量g均为己知。根据以上数据可以计算出()世纪金榜导学号49294137a.该行星的半径b.该行星的质量c.该行星的自转周期d.该行星同步卫星离行星表面的高度【解析】选a、b。球形行星对其周围质量为m的物体的万有引力f=ma=gmm(r+h)2,解得a1=gm(r+h1)2,a2=gm(r+h2)2,联立可得r=h1·a1a2-h21-a1a2,故a正确;将r代入加速度的表达式a1=gm(r+h1)
15、2,即可求出该行星的质量,故b正确;由题目以及相关的公式的物理量都与该行星的自转周期无关,所以不能求出该行星的自转周期,故c错误;由于不能求出该行星的自转周期,所以也不能求出该行星同步卫星离行星表面的高度,故d错误。3.(18分)一航天仪器在地面上重为f1,被宇航员带到月球表面上时重为f2。已知月球半径为r,引力常量为g,地球表面的重力加速度大小为g0,求:(1)月球的密度。(2)月球的第一宇宙速度和近月卫星(贴近月球表面)的周期。【解析】(1)在地面上有:f1=mg0在月球表面上有:f2=gmmr2月球的质量为:m=·43r3联立以上各式解得:=3g0f24grf1(2)设月球的第
16、一宇宙速度为v,近月卫星的周期为t,则:f2=mv2rt=2rv解得:v=f2rg0f1t=2f1rf2g0答案:(1)3g0f24grf1(2)f2rg0f12f1rf2g04.(18分)(2017·福州一模)中国自行研制,具有完全自主知识产权的“神舟号”飞船,目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术,其发射过程简化如下:飞船在酒泉卫星发射中心发射,由长征运载火箭送入近地点为a、远地点为b的椭圆轨道上,a点距地面的高度为h1,飞船飞行五周后进行变轨,进入预定圆轨道,如图所示,设飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t,若已知地球表面重力加速度为g,地球半径为r,求:世纪金榜导学号49294138(1)地球的平均密度是多少。(2)飞船经过椭圆轨道近地点a时的加速度大小。(3)椭圆轨道远地点b距地面的高度。【解题指导】解答本题应把握以下三点:(1)地球表面的万有引力与重力相等。(2)万有引力产生飞船的加速度。(3)飞船在预定圆轨道上做匀速圆周运动,万有引力提供向心力。【解析】(1)
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 图书馆消防安全管理协议
- 潍坊市二手房急售合同模板
- 员工关系管理图解
- 2022年大学环境科学专业大学物理下册期末考试试卷-含答案
- 2022年大学水产专业大学物理下册月考试题C卷-附解析
- 制造执行系统操作与应用课件 3-2-2生产任务派工
- 糖尿病视网膜病变宣教
- 2022年大学心理学专业大学物理二月考试题C卷-附解析
- 颈椎病分型及临床表现
- 2022年大学环境与安全专业大学物理下册月考试卷A卷-含答案
- 副食品、蔬菜、水果、肉类配送项目(完整版)投标文件
- 《鲁迅的简介》课件
- 新大气污染防治法培训课件
- 病理学:结核病
- 部编版三年级上册道德与法治第一单元《快乐学习》知识要点归纳
- 浙江省金华市2022-2023学年六年级上学期期中科学试卷
- 剪刀式登高车施工方案
- TDS3000基本操作TDS3000基本操作
- 教师资格证必背时政类教育热点
- 政府采购基础知识培训(最终稿)
- 建筑业企业资质管理制度
评论
0/150
提交评论