高中物理 3_2萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用練習(xí) 粵教版必修21
-
資源ID:11975536
資源大?。?span id="24d9guoke414" class="font-tahoma">112KB
全文頁(yè)數(shù):3頁(yè)
- 資源格式: DOC
下載積分:9.9積分
快捷下載

會(huì)員登錄下載
微信登錄下載
微信掃一掃登錄
友情提示
2、PDF文件下載后,可能會(huì)被瀏覽器默認(rèn)打開,此種情況可以點(diǎn)擊瀏覽器菜單,保存網(wǎng)頁(yè)到桌面,就可以正常下載了。
3、本站不支持迅雷下載,請(qǐng)使用電腦自帶的IE瀏覽器,或者360瀏覽器、谷歌瀏覽器下載即可。
4、本站資源下載后的文檔和圖紙-無(wú)水印,預(yù)覽文檔經(jīng)過(guò)壓縮,下載后原文更清晰。
5、試題試卷類文檔,如果標(biāo)題沒有明確說(shuō)明有答案則都視為沒有答案,請(qǐng)知曉。
|
高中物理 3_2萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用練習(xí) 粵教版必修21
第二節(jié) 萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用
一、單項(xiàng)選擇題
1.已知引力常量G=6.6710-11 Nm2/kg2,重力加速度g取9.8 m/s2,地球半徑R=6.4106 m,則可知地球質(zhì)量的數(shù)量級(jí)是( )
A.1018 kg B.1020 kg
C.1022 kg D.1024 kg
【答案】D
【解析】物體所受地球的萬(wàn)有引力約等于物體的重力:
G=mg,得:g=G,
解得:M==kg=6.021024kg
即地球質(zhì)量的數(shù)量級(jí)是1024. 所以,本題的正確選項(xiàng)為D.
2.2009年2月10日,美國(guó)一顆通信衛(wèi)星與一顆俄羅斯已報(bào)廢的衛(wèi)星在太空中相撞.其原因是人造地球衛(wèi)星在運(yùn)行中,由于受到稀薄大氣的阻力作用,其運(yùn)動(dòng)軌道半徑會(huì)逐漸減小,在此過(guò)程中,以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.衛(wèi)星的速率將增大
B.衛(wèi)星的周期將增大
C.衛(wèi)星的向心加速度將增大
D.衛(wèi)星的角速度將增大
【答案】B
【解析】對(duì)于衛(wèi)星萬(wàn)有引力提供向心力.
G=ma=m=mω2r=mr2,故a=,v=,ω=,T=2π,可見軌道半徑減小時(shí),速率v增大,周期T減小,向心加速度a增大,角速度ω增大,故A、C、D正確,B錯(cuò)誤.
圖3-2-4
3.一般航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的一次維修任務(wù)后,在A點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ,B為軌道Ⅱ上的一點(diǎn),如圖3-2-4所示,關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( )
A.在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的速度小于經(jīng)過(guò)B的速度
B.在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的動(dòng)能小于在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)B的動(dòng)能
C.在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期
D.在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A的加速度
【答案】D
【解析】根據(jù)開普勒定律知,近地點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度;由Ⅰ軌道變到Ⅱ軌道要減速,根據(jù)開普勒定律,=k,R2<R1,所以T2<T1;根據(jù)a=知,加速度應(yīng)相等.
4.在太陽(yáng)系中有一顆行星的半徑為R,若在該星球表面以初速度v0豎直向上拋出一物體,則該物體上升的最大高度為H.已知該物體所受的其他力與行星對(duì)它的萬(wàn)有引力相比較可忽略不計(jì),萬(wàn)有引力常量為G.則根據(jù)這些條件,無(wú)法求出的物理量是( )
A.該行星的密度
B.該行星的自轉(zhuǎn)周期
C.該星球表面的重力加速度
D.該行星表面附近運(yùn)行的衛(wèi)星的周期
【答案】B
【解析】行星的自轉(zhuǎn)周期與行星的本身有關(guān),根據(jù)題意無(wú)法求出.
二、雙項(xiàng)選擇題
5.同步衛(wèi)星離地心距離為r,運(yùn)行速率為v1,加速度為a1,地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2,地球的第一宇宙速度為v2,半徑為R,則下列比例關(guān)系中正確的是( )
A.= B.=2
C.= D.=
【答案】AD
【解析】設(shè)地球質(zhì)量為M,同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m1,地球赤道上的物體質(zhì)量為m2,在地球表面繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的質(zhì)量為m2′,根據(jù)向心加速度和角速度的關(guān)系有
a1=ωr,a2=ωR,ω1=ω2,故=,選項(xiàng)A正確.
由萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律得
G=m1,G=m2′,
由以上兩式解得= ,選項(xiàng)D正確.
所以,本題的正確答案是A、D.
6.下列各組數(shù)據(jù)中,能計(jì)算出地球質(zhì)量的是( )
A.地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期及日、地間距離
B.月球繞地球運(yùn)行的周期及月、地間距離
C.人造地球衛(wèi)星在地面附近的繞行速度和運(yùn)動(dòng)周期
D.地球同步衛(wèi)星離地面的高度
【答案】BC
【解析】萬(wàn)有引力常量作為已知條件,根據(jù)題中各選項(xiàng)給出的數(shù)據(jù),可選用的公式有:T=①、G=m0②、mg=m③,顯然D不正確.由①、②兩式可知,若地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期為T,日、地間距離為r,則能計(jì)算出太陽(yáng)的質(zhì)量M=,不能得出地球的質(zhì)量,所以A不正確.由①、②兩式可以算出地球質(zhì)量M=,其中T為月球繞地球運(yùn)行的周期,r為月地間距離,B正確.由①式得出r=,代入②式可得出地球質(zhì)量M=,其中v、T分別表示人造地球衛(wèi)星在地面附近的繞行速度和運(yùn)動(dòng)周期,可見C正確.
7.第一宇宙速度是物體在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度,則有( )
A.被發(fā)射的物體質(zhì)量越大,第一宇宙速度越大
B.被發(fā)射的物體質(zhì)量越小,第一宇宙速度越大
C.第一宇宙速度與被發(fā)射物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)
D.第一宇宙速度與地球的質(zhì)量有關(guān)
【答案】CD
【解析】第一宇宙速度v=與地球質(zhì)量M有關(guān),與被發(fā)射物體的質(zhì)量無(wú)關(guān).
8.可以發(fā)射這樣的人造地球衛(wèi)星,使其圓軌道( )
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(duì)地球表面是靜止的
D.與地球表面上的赤道線是共面同心圓,但衛(wèi)星相對(duì)地球表面是運(yùn)動(dòng)的
【答案】CD
【解析】因?yàn)槿嗽斓厍蛐l(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),靠萬(wàn)有引力提供向心力,萬(wàn)有引力以及向心力的方向均需指向地心,所以人造衛(wèi)星的軌道的圓心必須是地心.故A錯(cuò)誤;衛(wèi)星通過(guò)南北極上空,某時(shí)刻在某一經(jīng)線上,由于地球的自轉(zhuǎn)下一時(shí)刻衛(wèi)星將不在原來(lái)的經(jīng)線上,故B錯(cuò)誤.同步衛(wèi)星在赤道上方,與地球保持相對(duì)靜止,軌道平面與赤道平面共面.故C正確,若該衛(wèi)星不在同步衛(wèi)星軌道上則衛(wèi)星將相對(duì)地球表面運(yùn)動(dòng)的,故D亦正確.
9.用m表示地球通信衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)的質(zhì)量,h表示它離地面的高度,R0表示地球的半徑,g0表示地球表面處的重力加速度,ω0表示地球自轉(zhuǎn)的角速度,則通信衛(wèi)星所受到的地球?qū)λ娜f(wàn)有引力的大小是( )
A.等于0 B.等于
C.等于m D.以上結(jié)果均不對(duì)
【答案】BC
【解析】根據(jù)萬(wàn)有引力定律,有F=G.
又因?yàn)镚M=Rg0,所以F=.
地球?qū)νㄐ判l(wèi)星的萬(wàn)有引力為衛(wèi)星的向心力,所以G=mω(R0+h),GM=ω(R0+h)3.又因GM=Rg0,所以有R0+h=.
因而F=mω=m.
三、非選擇題
10.2010年10月1日“嫦娥二號(hào)”探月衛(wèi)星成功發(fā)射,并開始繞地球做橢圓軌道運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)變軌、制動(dòng)后,成為一顆繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星.設(shè)衛(wèi)星距月球表面的高度為h,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T.已知月球半徑為R,引力常量為G.求:
(1)月球的質(zhì)量M;
(2)月球表面的重力加速度g;
(3)月球的密度ρ.
【答案】(1)M= (2)g= (3)ρ=
【解析】
(1)萬(wàn)有引力提供“嫦娥二號(hào)”做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,則有
G=m(R+h),解得M=.
(2)在月球表面,萬(wàn)有引力等于重力,則有G=m1g,求得g=.
(3)由ρ=,V=πR3得ρ=.