专题5 万有引力

1、48级高三物理二轮学案专题5天体运动【典型例题】类型一、对天体质量与密度的考查例1.科学家在南极冰层中发现了形成于30亿年前的火星陨石，并从中发现了过去微生物的生命迹象，从此火星陨石变得异常珍贵.中国新闻网报道：2011年7月坠落于摩洛哥的陨石被证实来自于火星.某同学根据平时收集来的部分火星资料（如图1所示），计算出火星的密度，再与这颗陨石的密度进行比较（G是引力常量，忽略火星自转的影响）.下列计算火星密度的公式，正确的是C也D业GT2Dnd3答案CD类型二、对人造卫星运动规律的考查例2.我国于2013年发射“神舟十号”载人飞船与“天宫一号”目标飞行器对接.如图4所示，开始对接前，“天宫一号”

2、在高轨道，“神舟十号”飞船在低轨道各自绕地球做匀速圆周运动， 距离地面的高度分别为h1和h2,地球半径为A，“天宫一号”运行周期约为90分钟.则以下 说法正确的是（）A.B.C.“天宫一号”“天宫一号”“天宫一号”跟“神舟十号”的线速度大小之比为,一， r 、，（R+h ）2跟“神舟十号”的向心加速度大小之比云*（R十叫）2的角速度比地球同步卫星的角速度大D. “天宫一号”的线速度大于7.9 km/s答案BC类型三、对卫星变轨问题的考查例3.很多国家发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆形轨道1运行，然后在Q点点火，使 其沿椭圆轨道2运行，最后在P点再次点火，将卫星送入同步圆形轨道3运行，如

3、图5所示.已 知轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点.若只考虑地球对卫星的引力作用，则卫星分 别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法正确的是（）班级：姓名：学号:成绩：一若卫星在1、2、3轨道上正常运行时的周期分别为TT2、T3,则有T1T2T3卫星沿轨道2由Q点运动到P点时引力做负功，卫星与地球组成的系 统机械能守恒根据公式0=3何知，卫星在轨道3上的运行速度大于在轨道1上的运行速度根据v= ；乎可知，卫星在轨道2上任意位置的速度都小于在轨道1上的运行速度答案B【变式训练】承载着我国载人飞船和空间飞行器交会对接技术的“天宫一号”已于2011年9月29日成功发射， 随后发射了 “神舟八

4、号”飞船并与其实现交会对接.假设“天宫一号”和“神舟八号”做匀速 圆周运动的轨道如图2所示，A代表“天宫一号”，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨 道.“天宫一号”和“神舟八号”离地高度分别为hh2,运行周期分别为孔、T2,引力常量 为G，则以下说法正确的是（）利用以上数据可计算出地球密度和地球表面的重力加速度/ f tf“神舟八号”受到的地球引力和运行速度均大于“天宫一号”受到的11 地球引力和运行速度”、“神舟八号”加速有可能与“天宫一号”实现对接若宇航员在“天宫一号”太空舱无初速度释放小球，小球将做自由落体运动答案AC北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统CNS

5、S），建成后的北斗卫 星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星.关于这些卫星，以下说法正确的是（）5颗同步卫星的轨道半径都相同5颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期越小 答案AB为纪念伽利略将望远镜用于天文观测400周年，2009年被定为以“探索我的宇宙”为主题的国际天文年.我国发射的“嫦娥-人生在勤，志达天下一一量变为原来的化倍假设将来人类登上了火星，考察完毕后，乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时，经历了如图7所示一号”卫星绕月球经过一年多的运行，完成了既定任务，于2009年3月1日16时13分成功

6、撞 月.如图3所示为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图，卫星在控制点1开始进入撞月轨道，假设 卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R周期为引力常量为G，根据题中信息，以下说法 正确的是（）可以求出月球的质量可以求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力C .“嫦娥一号”卫星在控制点1处应加速D.“嫦娥一号”在地面的发射速度大于11.2 km/s答案A我国的航天事业发展迅速，到目前为止，我们不仅有自己的同步通信卫星，也有自主研发的“神舟” 系列飞船，还有自行研制的全球卫星定位与通信系统（北斗卫星导航系统）.其中“神舟”系列 飞船绕地球做圆轨道飞行的高度仅有几百千米；北斗卫星导航系统的卫星绕地球做圆轨道飞行 的高度达

7、2万多千米.对于它们运行过程中的下列说法正确的是（）“神舟”系列飞船的加速度小于同步卫星的加速度“神舟”系列飞船的角速度小于同步通信卫星的角速度北斗导航系统的卫星的运行周期一定大于“神舟”系列飞船的运行周期同步卫星所受的地球引力一定大于北斗导航系统的卫星所受的地球引力答案C北京时间2013年2月16日凌晨，直径约45米、质量约13万吨的小行星“2012DA14”，以大约每 小时2.8万公里的速度由印度洋苏门答腊岛上空掠过，与地球表面最近距离约为2.7万公里，这 一距离已经低于地球同步卫星的轨道.但它对地球没有造成影响，对地球的同步卫星也几乎没D.小行星在Q点没有被地球俘获变成地球的卫星，是因为

8、它在Q点的速度大于第二宇宙速度答案BC假设将来人类登上了火星，考察完毕后，乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时，经历了如图7所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法正确的是（） 飞船在轨道I上运动时的机械能大于飞船在轨道II上运动时的机械能飞船在轨道II上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度 飞船在轨道III上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道II上运动到P点时的加速度 飞船绕火星在轨道I上运动的周期跟飞船返回地球的过程中绕地球以与轨道I同样的轨道 半径运动的周期相同答案BC（2013-山东20）双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点 做周期相同的匀速圆

9、周运动.研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均 可能发生变化.若某双星系统中两星做圆周运动的周期为乙经过一段时间演化后，两星总质两星之间的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为S答案B的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法正确的是地球轨道2012DA14 轨道有影响.这颗小行星围绕太阳飞行，其运行轨道与地球非常相似，根据天文学家的估算，它下 一次接近地球大约是在2046年，假设图6中的P、Q是地球与小行星最近时的位置，下列说法 正确的是小行星对地球的轨道没有造成影响，地球对小行星的轨道也不会造成影响只考虑太阳的引力，地球在P点的加速度大于小行星在Q点的飞船在轨道I上运动时的

10、机械能大于飞船在轨道II上运动时的机械能飞船在轨道II上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度 轨*轨ii=f、c.飞船在轨道m上运动到p点时的加速度等于飞船在轨道I上运动到p次轨道点时的加速度飞船绕火星在轨道I上运动的周期跟飞船返回地球的过程中绕地球以与轨道I同样的轨道半径运动的周期相同答案BC加速度只考虑地球的引力，小行星在Q点的加速度大于同步卫星在轨道上的加速度-人生在勤,万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性.（1）用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结志达天下2果.已知地球质量为M,自转周期为万有引力常量为G.将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体，不考虑空气的影响.设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是尸若在北极上空高出地面处称量，弹簧秤读数为七，求比值Fl/FQ的表达式，并就h=LQ%R的情形算出具体数