高考物理-曲线运动-万有引力定律及答案

1、曲线运动万有引力定律1、若一个物体的运动是两个独立的分运动合成的，则()A.若其中一个分运动是变速运动，另一个分运动是匀速直线运动，则物体的合运动一定是变速运动B.若两个分运动都是匀速直线运动，则物体的合运动一定是匀速直线运动C.若其中一个是匀变速直线运动，另一个是匀速直线运动，则物体的运动一定是曲线运动D.若其中一个分运动是匀加速直线运动，另一个分运动是匀减速直线运动，则合运动可能是曲线运动2、天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运行周期.由此可推算出()A.行星的质量B.行星的半径C.恒星的质量D.恒星的半径3、如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径

2、方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时，烧断细线，则()A.两物体均沿切线方向滑动B.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，同时所受摩擦力减小C.两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动D.物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远4、“神舟七号”载人航天飞行的圆满成功标志着我国成为世界上第三个独立掌握空间出舱关键技术的国家，航天员翟志刚出舱后手拿小国旗的场景在国人的心中留下了非常深刻的印象.假定“神舟七号”绕地球做匀速圆周运动，且大气阻力不计.出舱后翟志刚举着小国旗不动时,下列说法正确的是()

3、A.小国旗受重力作用B.小国旗不受重力作用C.若翟志刚松开小国旗,小国旗将在太空中做匀速直线运动D.若翟志刚松开小国旗,小国旗将围绕地球做匀速圆周运动5、如图所示，一根长为l的轻杆的一端与一个质量为m为小球相连，并可绕过另一端O点的水平轴在竖直面内自由转动，图中的a、b分别表示小球运动轨迹的最低点和最高点，已知杆能提供的最大支持力为现在a点给小球一个初速度v0，使它做圆周运动，则下面说法正确的是()A.小球不能做完整的圆周运动B.只要满足小球就能做完整的圆周运动C.必须满足小球才能做完整的圆周运动D.只要小球在最高点的速度大于零，小球就能做完整的圆周运动6、假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道

4、半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则（ ）A根据公式v=r，可知卫星运动的线速度增大到原来的2倍。B. 根据公式，可知卫星所需的向心力将减小到原来的。C. 根据公式，可知地球提供的向心力将减小到原来的。D根据上述选项B和C给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的。7、质量相等的甲、乙两颗卫星分别贴近某星球表面和地球表面围绕其做匀速圆周运动，已知该星球和地球的密度相同，半径分别为R和r，则()A甲、乙两颗卫星的加速度之比等于Rr B甲、乙两颗卫星所受的向心力之比等于11C甲、乙两颗卫星的线速度之比等于11 D甲、乙两颗卫星的周期之比等于Rr8、一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞

5、船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，FN表示人对秤的压力，下列说法中正确的是()Ag0 Bgeq f(R2,r2)g CFN0 DFNmeq f(R,r)g9、“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现A、B两颗均匀球形天体，两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是()A天体A、B的质量一定不相等B两颗卫星的线速度一定相等C天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径之比D天体A、B的密度一定相等10、一内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R（比细管

6、的半径大得多），圆管中有两个直径与细管内径相同的小球（可视为质点）。A球的质量为m1， B球的质量为m2。它们沿环形圆管顺时针运动，经过最低点时的速度都为v0。设A球运动到最低点时，球恰好运动到最高点，若要此时两球作用于圆管的合力为零，那么m1，m2，R与v0应满足关系式是。从地球上发射的两颗人造地球卫星A和B，绕地球做匀速圆周运动的半径之比为RARB=41，求它们的线速度之比和运动周期之比。中国计划在2017年实现返回式月球软着陆器对月球进行科学探测，届时发射一颗运动半径为r的绕月卫星，登月着陆器从绕月卫星出发，沿椭圆轨道降落到月球的表面上，与月球表面经多次碰撞和弹跳才停下来.假设着陆器第一

7、次弹起的最大高度为h，水平速度为v1,第二次着陆时速度为v2.已知月球半径为R，求在月球表面发射人造月球卫星的最小发射速度.宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原地(取地球表面重力加速度g10 m/s2，阻力不计) (1)求该星球表面附近的重力加速度g；已知该星球的半径与地球半径之比为R星R地14，求该星球的质量与地球质量之比M星M地14、欧盟和我国合作的“伽利略”全球卫星定位系统的空间部分由平均分布在三个轨道平面上的30颗轨道卫星构成，每个轨道平面上有10颗卫星，从而实现高精度的导航定位现假

8、设“伽利略”系统中每颗卫星均围绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径为r，一个轨道平面上某时刻10颗卫星所在位置如图所示，相邻卫星之间的距离相等，卫星1和卫星3分别位于轨道上A、B两位置，卫星按顺时针运行地球表面重力加速度为g，地球的半径为R，不计卫星间的相互作用力求卫星1由A位置运行到B位置所需要的时间15、天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星双星系统在银河系中很普遍利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量(引力常量为G)1、解析

9、:合运动的性质由合初速度与合加速度的大小及夹角决定，据此可知选项ABD说法正确.2、解析: 由得所以只有C正确.答案:C3、解析:根据题意，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，A物体靠细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动，所以烧断细线后A所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动需要的向心力，A要发生相对滑动，但是B仍保持相对圆盘静止状态，所以A、C选项错误而D选项正确；而且由于没有了细线的拉力，B受静摩擦力将减小，B选项正确.答案:BD4、解析:宇宙飞船及船上任何物品都在绕地球做匀速圆周运动,处于完全失重状态,但并不是不受重力,而是其重力恰好提供向心力,A正确,B错

10、误.翟志刚松开小国旗后由于惯性,小国旗将保持原来的速率,离地心的距离R也不变,故等式仍然成立，小国旗仍将绕地球做匀速圆周运动，C错误，D正确，选A、D.答案:AD5、解析:设小球达到最高点时速度为v，此时杆对球的支持力为F，由牛顿第二定律有MgF=m v2/l(式)，在小球由a到b的过程中，对小球由动能定理有mg2l=mv2/2mv02/2(式)，由于杆能提供的最大支持力为mg/2，所以有Fmg/2 (式)，由联立可得所以本题正确选项为C.答案:C6、【分析解答】正确选项为C，D。A选项中线速度与半径成正比是在角速度一定的情况下。而r变化时，角速度也变。所以此选项不正确。同理B选项也是如此，F

11、是在v一定时，但此时v变化，故B选项错。而C选项中G，M，m都是恒量，所以F，即时，C正确。B，C结合得，可以得出，V，所以，D正确。解析：由FGeq f(Mm,R2)和Meq f(4,3)R3可得万有引力Feq f(4,3)GRm，又由牛顿第二定律Fma可得，A正确卫星绕星球表面做匀速圆周运动时，万有引力等于向心力，因此B错误由Feq f(4,3)GRm，Fmeq f(v2,R)可得，选项C错误由Feq f(4,3)GRm，FmReq f(42,T2)可知，周期之比为11，故D错误答案：A解析：做匀速圆周运动的飞船及其上的人均处于完全失重状态，台秤无法测出其重力，故FN0，C正确，D错误；对

12、地球表面的物体，eq f(GMm,R2)mg，宇宙飞船所在处，eq f(GMm,r2)mg，可得：geq f(R2,r2)g，A错误，B正确答案：BC9、解析：假设某行星有卫星绕其表面旋转，万有引力提供向心力，可得Geq f(Mm,R2)meq f(42,T2)R，那么该行星的平均密度为eq f(M,V)eq f(M,f(4,3)R3)eq f(3,GT2)卫星的环绕速度v eq r(f(GM,R)，表面的重力加速度gGeq f(M,R2)Geq f(4R,3)，所以正确答案是CD.答案：CD10、【分析解答】首先画出小球运动达到最高点和最低点的受力图，如图4-1所示。A球在圆管最低点必受向上

13、弹力N1，此时两球对圆管的合力为零，m2必受圆管向下的弹力N2，且N1=N2。据牛顿第二定律A球在圆管的最低点有同理m2在最高点有m2球由最高点到最低点机械能守恒由式解得11、分析解答】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有12、解析:以着陆器为研究对象，在其由第一次弹起的最大高度至第二次着陆过程中，据机械能守恒定律有(3分)以最小发射速度发射的卫星为近月卫星，则由牛顿第二定律有(3分)(2分)答案:13、解析：(1)设竖直上抛初速度为v0，则v0gt/2g5t/2，故geq f(1,5)g2 m/s2.(2)设小球质量为m，则mgeq f(GMm,R2)Meq f(

14、gR2,G)，故eq f(M星,M地)eq f(gRoal(2,星),gRoal(2,地)eq f(1,5)eq f(1,16)eq f(1,80).答案：(1)2 m/s2(2)eq f(1,80)14、解析：设地球质量为M，卫星质量为m，每颗卫星的运行周期为T，万有引力常量为G，由万有引力定律和牛顿定律有Geq f(mM,r2)mreq blc(rc)(avs4alco1(f(2,T)2地球表面重力加速度为gGeq f(M,R2)联立式可得Teq f(2,R) eq r(f(r3,g)卫星1由A位置运行到B位置所需要的时间为teq f(2,10)T联立式可得teq f(2,5R) eq r(f(r3,g).答案：eq f(