万有引力与航天--经典题型及解析资料

万有引力与航天--经典题型及解析资料
万有引力与航天--经典题型及解析资料

一、求天体的质量(或密度)

1.根据天体表面上物体的重力近似等于物体所受的万有引力,由mg=G 2R

Mm 得 G

g R M 2=.式中M 、g 、R 分别表示天体的质量、天体表面的重力加速度和天体的半径.

已知一名宇航员到达一个星球,在该星 球的赤道上用弹簧秤测量一物体的重力为G 1,

在 两极用弹簧秤测量该物体的重力为G 2,经测量该星球的半径为R,物体的质量为m.求:

该星球的质量? 设星球的质量为M,物体在两极的重力等于万有引力,即 解得

2.根据绕中心天体运动的卫星的运行周期和轨道半径,求中心天体的质量

卫星绕中心天体运动的向心力由中心天体对卫星的万有引力提供,利用牛顿第二定律得22

2224T

mr mr r v m r Mm G πω===.若已知卫星的轨道半径r 和卫星的运行周期T 、角速度ω或线速度v ,可求得中心天体的质量为G r GT r G rv M 3

22

3224ωπ=== 例题、下列几组数据中能算出地球质量的是(万有引力常量G 是已知的)( )

A.地球绕太阳运行的周期T 和地球中心离太阳中心的距离r

B.月球绕地球运行的周期T 和地球的半径r

C.月球绕地球运动的角速度和月球中心离地球中心的距离r

D.月球绕地球运动的周期T 和轨道半径r

例题、天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。这颗行星的体积是地球的4.7倍,质

量是地球的25倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时,引力常量

G=6.67×10-11N ·m 2/kg 2,,由此估算该行星的平均密度为( )

A.1.8×103kg/m 3

B. 5.6×103kg/m 3

C. 1.1×104kg/m 3

D.2.9×104kg/m 3

二、人造地球卫星的运动参量与轨道半径的关系问题 根据人造卫星的动力学关系ma T

mr mr r v m r Mm G ====22

2224πω 可得2323,4,,r

GM a GM r T r GM r GM v ====πω 由此可得线速度v 与轨道半径的平方根成反比;角速度ω与轨道半径的立方的平

方根成反比,周期T 与轨道半径的立方的平方根成正比;加速度a 与轨道半径的平方

成反比.

例1、两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动,周期之比为8:1:=B A T T ,则轨道半径

之比和运动速率之比分别为( )

A. 2:1:,1:4:==B A B A v v R R

B. 1:2:,1:4:==B A B A v v R R

C. 1:2:,4:1:==B A B A v v R R

D. 2:1:,4:1:==B A B A v v R R

22G R Mm G =.22Gm R G M =

例2、如图1所示,a 、b 是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,它们距地面的高度分别是R 和2R(R 为地球半 径).下列说法中正确的是( )

A.a 、b 的线速度大小之比是 ∶1

B.a 、b 的周期之比是1∶2

C.a 、b 的角速度大小之比是3 ∶4

D.a 、b 的向心加速度大小之比是9∶4

例3、发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道。发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方,如图这样选址的优点是,在赤道附近( )

A .地球的引力较大

B .地球自转线速度较大

C .重力加速度较大

D .地球自转角速度较大。

三、地球同步卫星问题

卫星在轨道上绕地球运行时,其运行周期(绕地球一圈的时间)与地球的自转周期相同,这种卫星轨道叫地球同步轨道,其卫星轨道严格处于地球赤道平面内,运行方向自西向东,运动周期为23小时56分(一般近似认为周期为24小时),由22

24T

mr r Mm G π=得人造地球同步卫星的轨道半径km r 41024.4?=,所以人造同步卫星离地面的高度为km 4106.3?,利用r v m r

Mm G 2

2=可得它运行的线速度为3.07 km/s.总之,不同的人造地球同步卫星的轨道、线速度、角速度、周期和加速度等均是相同的.不一定相同的是卫星的质量和卫星所受的万有引力.人造地球同步卫星相对地面来说是静止的,总是位于赤道的正上空,其轨道叫地球静止轨道.

例、关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星,下述说法正确的是()

A.已知它的质量是1.24 t ,若将它的质量增为2.84 t ,其同步轨道半径变为原来的2倍

B.它的运行速度为7.9 km/s

C.它可以绕过北京的正上方,所以我国能利用其进行电视转播

D.它距地面的高度约为地球半径的6倍,所以卫星的向心加速度约为其下方地面上物体的重力加速度的36

1 四、求天体的第一宇宙速度问题

在其他的星体上发射人造卫星时,第一宇宙速度也可以用类似的方法计算,即Rg r

GM v ==,式中的M 、R 、g 分别表示某星体的质量、半径、星球表面的重力加速度. 例1、若取地球的第一宇宙速度为8 km/s ,某行星的质量是地球质量的6倍,半径是地球的1.5倍,这顺行星的第一宇宙速度约为( )

A. 2 km/s

B. 4 km/s

C. 16 km/s

D. 32 km/s

2

26

例2、如图是“嫦娥一号”奔月示意图,卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星,并开展对月球的探测.下列说法正确的是( )

A.发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度

B.在绕月圆轨道上,卫星周期与卫星质量有关

C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比

D.在绕月圆轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力

五、人造卫星的变轨问题

发射人造卫星要克服地球的引力做功,发射的越高,克服地球的

引力做功越多,发射越困难.所以在发射同步卫星时先让它进入一个

较低的近地轨道(停泊轨道)A,然后通过点火加速,使之做离心运

动,进入一个椭圆轨道(转移轨道)B,当卫星到达椭圆轨道的远地

点时,再次通过点火加速使其做离心运动,进人同步轨道C。

例1、如图所示,轨道A与轨道B相切于P点,轨道B与轨道C相切于Q点,以下说法正确的是()

A.卫星在轨道B上由P向Q运动的过程中速率越来越小

B.卫星在轨道C上经过Q点的速率大于在轨道A上经过P点的速率

C.卫星在轨道B上经过P时的向心加速度与在轨道A上经过P点的向心加速度是相等

D.卫星在轨道B上经过Q点时受到地球的引力小于经过P点的时受到地球的引力

例2.探测器绕月球做匀速圆周运动,变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动,则变轨后与变轨前相比()

A.轨道半径变小

B.向心加速度变小

C.线速度变小

D.角速度变小

六、人造天体的交会对接问题

交会对接指两个航天器(宇宙飞船、航天飞机等)在太空轨道会合并连接成一个整体.空间交会对接技术包括两部分相互衔接的空间操作,即空间交会和空间对接.所谓交会是指两个或两个以上的航天器在轨道上按预定位置和时间相会,而对接则为两个航天器相会后在结构上连成一个整体.

例、关于航天飞机与空间站对接问题,下列说法正确的是()

A.先让航天飞机与空间站在同一轨道上,然后让航天飞机加速,即可实现对接

B.先让航天飞机与空间站在同一轨道上,然后让航天飞机减速,即可实现对接

C.先让航天飞机进入较低的轨道,然后再对其进行加速,即可实现对接

D.先让航天飞机进入较高的轨道,然后再对其进行加速,即可实现对接

七、双星问题

两颗质量可以相比的恒星相互绕着旋转的现象,叫做双星.双星中两棵子星相互绕着旋转看作匀速圆周运动的向心力由两恒星间的万有引力提供.由于力的作用是相互的,所以两子星做圆周运动的向心力大小是相等的,因两子星绕着连线上的一点做圆周运动,所以它们的运动周期是相等的,角速度也是相等的,线速度与两子星的轨道半径成正比.

例、两棵靠得很近的天体称为双星,它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动,因而不至于由于万有引力而吸引到一起,以下说法中正确的是( )

A.它们做圆周运动的角速度之比与其质量成反比

B.它们做圆周运动的线速度之比与其质量成反比

C.它们做圆周运动的半径与其质量成正比

D.它们做圆周运动的半径与其质量成反比

八、地面上物体随地球自转做圆周运动问题

因地球自转,地球赤道上的物体也会随着一起绕地轴做圆

周运动,这时物体受地球对物体的万有引力和地面的支持力作

用,物体做圆周运动的向心力是由这两个力的合力提供,受力

分析如图所示.

实际上,物体受到的万有引力产生了两个效果,一个效果

是维持物体做圆周运动,另一个效果是对地面产生了压力的作

用,所以可以将万有引力分解为两个分力:一个分力就是物体做圆周运动的向心力,另一个分力就是重力,如图所示.这个重力与地面对物体的支持力是一对平衡力.在赤道上时这些力在一条直线上.

在赤道上的物体随地球自转做圆周运动时,由万有引力定律和牛顿第二定律可得其动力学关系为22224T mR ma mR N R Mm G πω===-向,式中R 、M 、ω、T 分别为地球的半径、质量、自转角速度以及自转周期。

当赤道上的物体“飘”起来时,必须有地面对物体的支持力等于零,即N=0,这时物体做圆周运动的向心力完全由地球对物体的万有引力提供.由此可得赤道上的物体“飘”起来的条件是:由地球对物体的万有引力提供向心力。以上的分析对其它的自转的天体也是适用的。

例1、地球赤道上的物体重力加速度为g,物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a ,要使赤道上的物体“飘”起来,则地球转动的角速度应为原来的( )

A.g a

B.a a g +

C.a

a g - D. a g 例2.一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上。已知万有引力常量G,若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零,则天体自转周期为()

A.124()3G πρ B.123()4G πρ C.12()G πρ D.123()G πρ

最新高考物理万有引力与航天解题技巧及经典题型及练习题(含答案)

最新高考物理万有引力与航天解题技巧及经典题型及练习题(含答案) 一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天 1.如图所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P 点沿水平方向以初速度v 0抛出一个小球,测得小球经时间t 落到斜坡上另一点Q ,斜面的倾角为α,已知该星球半径为R ,万有引力常量为G ,求: (1)该星球表面的重力加速度; (2)该星球的质量。 【答案】(1)02tan v g t θ= (2)202tan v R Gt θ 【解析】 【分析】 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度;根据万有引力等于重力求出星球的质量; 【详解】 (1)根据平抛运动知识可得 2 00 122gt y gt tan x v t v α=== 解得02v tan g t α = (2)根据万有引力等于重力,则有 2 GMm mg R = 解得2202v R tan gR M G Gt α == 2.宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用,三星质量也相同.现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:一种是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星做囿周运动,如图甲所示;另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的囿形轨道运行,如图乙所示.设这三个 星体的质量均为 m ,且两种系统中各星间的距离已在图甲、图乙中标出,引力常量为 G , 则: (1)直线三星系统中星体做囿周运动的周期为多少? (2)三角形三星系统中每颗星做囿周运动的角速度为多少?

【答案】(1)3 45L Gm 23 3Gm L 【解析】 【分析】 (1)两侧的星由另外两个星的万有引力的合力提供向心力,列式求解周期; (2)对于任意一个星体,由另外两个星体的万有引力的合力提供向心力,列式求解角速度; 【详解】 (1)对两侧的任一颗星,其它两个星对它的万有引力的合力等于向心力,则: 222 222()(2)Gm Gm m L L L T π+= 3 45L T Gm ∴=(2)三角形三星系统中星体受另外两个星体的引力作用,万有引力做向心力,对任一颗 星,满足:2 222cos30()cos30L Gm m L ω?=? 解得:3 3Gm L ω 3.一宇航员在某未知星球的表面上做平抛运动实验:在离地面h 高处让小球以某一初速度水平抛出,他测出小球落地点与抛出点的水平距离为x 和落地时间t ,又已知该星球的半径为R ,己知万有引力常量为G ,求: (1)小球抛出的初速度v o (2)该星球表面的重力加速度g (3)该星球的质量M (4)该星球的第一宇宙速度v (最后结果必须用题中己知物理量表示) 【答案】(1) v 0=x/t (2) g=2h/t 2 (3) 2hR 2/(Gt 2) (4) 2hR t 【解析】 (1)小球做平抛运动,在水平方向:x=vt , 解得从抛出到落地时间为:v 0=x/t (2)小球做平抛运动时在竖直方向上有:h= 12 gt 2 ,

万有引力与航天试题附答案

万有引力与航天单元测试题 一、选择题 1.关于日心说被人们接受的原因是( ) A.太阳总是从东面升起,从西面落下 B.若以地球为中心来研究的运动有很多无法解决的问题 C.若以太阳为中心许多问题都可以解决,对行星的描述也变得简单 D.地球是围绕太阳运转的 2.有关开普勒关于行星运动的描述,下列说法中正确的是( ) A.所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上 B.所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆,太阳处在圆心上 C.所有的行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 D.不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的 3.关于万有引力定律的适用范围,下列说法中正确的是( ) A.只适用于天体,不适用于地面物体 B.只适用于球形物体,不适用于其他形状的物体 C.只适用于质点,不适用于实际物体D.适用于自然界中任意两个物体之间 4.已知万有引力常量G,要计算地球的质量还需要知道某些数据,现在给出下列各组数据,可以计算出地球质量的是( ) A.地球公转的周期及半径B.月球绕地球运行的周期和运行的半径 C.人造卫星绕地球运行的周期和速率D.地球半径和同步卫星离地面的高度 5.人造地球卫星由于受大气阻力,轨道半径逐渐变小,则线速度和周期变化情况是( ) A.速度减小,周期增大,动能减小B.速度减小,周期减小,动能减小 C.速度增大,周期增大,动能增大D.速度增大,周期减小,动能增大 6.一个行星,其半径比地球的半径大2倍,质量是地球的25倍,则它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的( ) A.6倍B.4倍C.25/9倍D.12倍 7.假如一个做圆周运动的人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍仍做圆周运动,则( )

曲线运动万有引力与航天测试题带答案

第4章曲线运动万有引力与航天 一、选择题(本大题共15小题) 1.一个物体受到恒定的合力作用而做曲线运动,则下列说法正确的是 A.物体的速率可能不变 B.物体一定做匀变速曲线运动,且速率一定增大 C.物体可能做匀速圆周运动 D.物体受到的合力与速度的夹角一定越来越小,但总不可能为零 2.一物体在光滑的水平桌面上运动,在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图1所示.关于物体的运动,下列说法正确的是 图1 A.物体做曲线运动 B.物体做直线运动 C.物体运动的初速度大小是50 m/s D.物体运动的初速度大小是10 m/s 3.小船过河时,船头偏向上游与水流方向成α角,船相对静水的速度为v,其航线恰好垂直于河岸.现水流速度稍有增大,为保持航线不变,且准时到达对岸,下列措施中可行的是 A.增大α角,增大船速v B.减小α角,增大船速v C.减小α角,保持船速v不变 D.增大α角,保持船速v不变 4.(2011·上海市闸北调研)质量为2 kg的质点在x-y平面上做曲线运动,在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图2所示,下列说法正确的是

图2 A .质点的初速度为5 m/s B .质点所受的合外力为3 N C .质点初速度的方向与合外力方向垂直 D .2 s 末质点速度大小为6 m/s 5.如图3所示,甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦转动,相互之间不打滑,其半径分别为r 1、r 2、r 3.若甲轮的角速度为ω1,则丙轮的角速度为 图3 A.r 1ω1r 3 B.r 3ω1 r 1 C. r 3ω1r 2 D.r 1ω1 r 2 6.如图4所示,轻杆的一端有一个小球,另一端有光滑的固定轴O.现给球一初速度,使球和杆一起绕O 轴在竖直面内转动,不计空气阻力,用F 表示球到达最高点时杆对小球的作用力.则F 图4 A .一定是拉力 B .一定是推力 C .一定等于0 D .可能是拉力,可能是推力,也可能等于0

高中物理万有引力与航天模拟试题

高中物理万有引力与航天模拟试题 一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天 1.一名宇航员到达半径为R 、密度均匀的某星球表面,做如下实验:用不可伸长的轻绳拴一个质量为m 的小球,上端固定在O 点,如图甲所示,在最低点给小球某一初速度,使其绕O 点在竖直面内做圆周运动,测得绳的拉力大小F 随时间t 的变化规律如图乙所示.F 1、F 2已知,引力常量为G ,忽略各种阻力.求: (1)星球表面的重力加速度; (2)卫星绕该星的第一宇宙速度; (3)星球的密度. 【答案】(1)126F F g m -=(212()6F F R m -(3) 128F F GmR ρπ-= 【解析】 【分析】 【详解】 (1)由图知:小球做圆周运动在最高点拉力为F 2,在最低点拉力为F 1 设最高点速度为2v ,最低点速度为1v ,绳长为l 在最高点:2 22mv F mg l += ① 在最低点:2 11mv F mg l -= ② 由机械能守恒定律,得 221211222 mv mg l mv =?+ ③ 由①②③,解得1 2 6F F g m -= (2) 2 GMm mg R = 2GMm R =2 mv R 两式联立得:12()6F F R m -

(3)在星球表面:2 GMm mg R = ④ 星球密度:M V ρ= ⑤ 由④⑤,解得12 8F F GmR ρπ-= 点睛:小球在竖直平面内做圆周运动,在最高点与最低点绳子的拉力与重力的合力提供向心力,由牛顿第二定律可以求出重力加速度;万有引力等于重力,等于在星球表面飞行的卫星的向心力,求出星球的第一宇宙速度;然后由密度公式求出星球的密度. 2.某星球半径为6610R m =?,假设该星球表面上有一倾角为30θ=?的固定斜面体,一质量为1m kg =的小物块在力F 作用下从静止开始沿斜面向上运动,力F 始终与斜面平行,如图甲所示.已知小物块和斜面间的动摩擦因数3 μ= ,力F 随位移x 变化的规律如图乙所示(取沿斜面向上为正方向).已知小物块运动12m 时速度恰好为零,万有引力常量11 226.6710 N?m /kg G -=?,求(计算结果均保留一位有效数字) (1)该星球表面上的重力加速度g 的大小; (2)该星球的平均密度. 【答案】2 6/g m s =, 【解析】 【分析】 【详解】 (1)对物块受力分析如图所示; 假设该星球表面的重力加速度为g ,根据动能定理,小物块在力F 1作用过程中有: 2 11111sin 02 F s fs mgs mv θ--=- N mgcos θ=

高中物理万有引力与航天练习题及答案及解析

高中物理万有引力与航天练习题及答案及解析 一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天 1.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 ) 【答案】 【解析】 设两颗恒星的质量分别为m 1、m 2,做圆周运动的半径分别为r 1、r 2,角速度分别为w 1,w 2.根据题意有 w 1=w 2 ① (1分) r 1+r 2=r ② (1分) 根据万有引力定律和牛顿定律,有 G ③ (3分) G ④ (3分) 联立以上各式解得 ⑤ (2分) 根据解速度与周期的关系知 ⑥ (2分) 联立③⑤⑥式解得 (3分) 本题考查天体运动中的双星问题,两星球间的相互作用力提供向心力,周期和角速度相同,由万有引力提供向心力列式求解 2.人类第一次登上月球时,宇航员在月球表面做了一个实验:将一片羽毛和一个铁锤从同一个高度由静止同时释放,二者几乎同时落地.若羽毛和铁锤是从高度为h 处下落,经时间t 落到月球表面.已知引力常量为G ,月球的半径为R . (1)求月球表面的自由落体加速度大小g 月; (2)若不考虑月球自转的影响,求月球的质量M 和月球的“第一宇宙速度”大小v . 【答案】(1)22h g t =月 (2)2 2 2hR M Gt =;2hR v = 【解析】

【分析】 (1)根据自由落体的位移时间规律可以直接求出月球表面的重力加速度; (2)根据月球表面重力和万有引力相等,利用求出的重力加速度和月球半径可以求出月球的质量M ; 飞行器近月飞行时,飞行器所受月球万有引力提供月球的向心力,从而求出“第一宇宙速度”大小. 【详解】 (1)月球表面附近的物体做自由落体运动 h =1 2 g 月t 2 月球表面的自由落体加速度大小 g 月=2 2h t (2)若不考虑月球自转的影响 G 2 Mm R =mg 月 月球的质量 2 2 2hR M Gt = 质量为m'的飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动m ′g 月=m ′2 v R 月球的“第一宇宙速度”大小 v 【点睛】 结合自由落体运动规律求月球表面的重力加速度,根据万有引力与重力相等和万有引力提供圆周运动向心力求解中心天体质量和近月飞行的速度v . 3.宇航员在某星球表面以初速度v 0竖直向上抛出一个物体,物体上升的最大高度为h .已知该星球的半径为R ,且物体只受该星球的引力作用.求: (1)该星球表面的重力加速度; (2)从这个星球上发射卫星的第一宇宙速度. 【答案】(1)202v h (2) v 【解析】 本题考查竖直上抛运动和星球第一宇宙速度的计算. (1) 设该星球表面的重力加速度为g ′,物体做竖直上抛运动,则2 02v g h =' 解得,该星球表面的重力加速度20 2v g h '= (2) 卫星贴近星球表面运行,则2 v mg m R '= 解得:星球上发射卫星的第一宇宙速度v v = =

《万有引力与航天》测试题

一、选择题 1. 对于万有引力定律的表述式2 2 1r m m G F =,下面说法中正确的是( ) A.公式中 G 为引力常量,它是由实验测得的,而不是人为规定的 B.当r 趋近于零时,万有引力趋于无穷大 C. m 1与m 2受到的引力大小总是相等的,方向相反,是一对平衡力 D. m 1与m 2受到的引力总是大小相等的,而与m 1、m 2是否相等无关 2.人造卫星在运行中因受高空稀薄空气的阻力作用,绕地球运转的轨道半径会慢慢减小, 在半径缓慢变化过程中,卫星的运动还可近似当作匀速圆周运动。当它在较大的轨道半径r 1 上时运行线速度为v 1,周期为T 1,后来在较小的轨道半径r 2上时运行线速度为v 2,周期为T 2,则它们的关系是 ( ) A .v 1﹤v 2,T 1﹤T 2 B .v 1﹥v 2,T 1﹥T 2 C .v 1﹤v 2,T 1﹥T 2 D .v 1﹥v 2,T 1﹤T 2 3.下列关于地球同步卫星的说法正确的是 ( ) A .它的周期与地球自转同步,但高度和速度可以选择,高度增大,速度减小 B .它的周期、高度、速度都是一定的 C .我们国家发射的同步通讯卫星定点在北京上空 D .我国发射的同步通讯卫星也定点在赤道上空 4.人造卫星在太空绕地球运行中,若天线偶然折断,天线将 ( ) A .继续和卫星一起沿轨道运行 B .做平抛运动,落向地球 C .由于惯性,沿轨道切线方向做匀速直线运动,远离地球 D .做自由落体运动,落向地球 5. 两个质量均为M 的星体,其连线的垂直平分线为AB 。O 为两星体连线的中点,如图,一个质 量为M 的物体从O 沿OA 方向运动,则它受到的万有引力大小变化情况是( ) A.一直增大 B.一直减小 C.先减小,后增大 D.先增大,后减小 6.土星外层上有一个土星环,为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群,可以测量环中各层的线速度v 与该层到土星中心的距离R 之间的关系来判断 ①若v R ∝,则该层是土星的一部分②2 v R ∝,则该层是土星的卫星群.③若1 v R ∝ ,则该层是土星的一部分④若2 1 v R ∝ ,则该层是土星的卫星群.以上说法正确的是 ( ) A. ①② B. ①④ C. ②③ 4. ②④ 7.假如地球自转速度增大,关于物体重力的下列说法中不正确的是 ( ) A 放在赤道地面上的物体的万有引力不变 B.放在两极地面上的物体的重力不变 C 赤道上的物体重力减小 D 放在两极地面上的物体的重力增大 8.我们研究了开普勒第三定律,知道了行星绕恒星的运动轨道近似是圆形,周期T 的平方与轨道半径 R 的三次方的比为常数,则该常数的大小 ( ) A.只跟恒星的质量有关 B.只跟行星的质量有关 C.跟行星、恒星的质量都有关 D.跟行星、恒星的质量都没关 9.在太阳黑子的活动期,地球大气受太阳风的影响而扩张,这样使一些在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围,而开始下落。大部分垃圾在落地前烧成灰烬,但体积较大的则会落到地面上给我们造成威胁和危害.那么太空垃圾下落的原因是 A .大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致的 B .太空垃圾在燃烧过程中质量不断减小,根据牛顿第二定律,向心加速度就会不断增大,所以垃圾落向地面 C .太空垃圾在大气阻力的作用下速度减小,那么它做圆运动所需的向心力就小于实际受到的万有引力,因此过大的万有引力将垃圾拉向了地面 D .太空垃圾上表面受到的大气压力大于下表面受到的大气压力,所以是大气的力量将它推向地面的 10.假如一作圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍,仍作圆周运动,则 ( ) A. 根据公式v=ωr ,可知卫星的线速度将增大到原来的2倍 B. 根据公式2v F m r =,可知卫星所需要的向心力将减小到原来的1 2 C. 根据公式2Mm F G r =,可知地球提供的向心力将减小到原来的1 4 D. 根据上述B 和C 中给出的公式,可知卫星运动的线速度将减小到原来的 2 2

万有引力与航天测试题

万有引力与航天测试题 一、选择题(每小题4分,共48分。在每小题给出的选项中,只有一个选项符合题意,请将符合题意的选项选出。) 1.对于万有引力定律的表达式F =G 2 21r m m ,下面说法中正确的是( ) A .公式中G 为引力常量,它是由实验测得的,而不是人为规定的 B .当r 趋近于零时,万有引力趋近于无穷大 C .m 1与m 2受到的引力大小不相等,且与m 1、m 2大小有关 D .m 1与m 2受到的引力总是大小相等,方向相反的,是一对平衡力 2.我国发射的风云一号气象卫星是极地卫星,卫星飞过两极上空,其轨道平面与赤道平面垂直,周期为12h ;我国发射的风云二号气象卫星是地球同步卫星,周期是24h ,由此可知,两颗卫星相比较 ( ) A .风云一号气象卫星距地面较近 B .风云一号气象卫星距地面较远 C .风云一号气象卫星的质量较小 D .风云一号气象卫星的运动速度较小 3.人造地球卫星在轨道上作匀速圆周运动,它所受到向心力F 跟轨道半径r 之间的关系是( ) A .由公式r mv F 2=可知F 与r 成反比 B .由公式2r Mm G F =可知F 跟2 r 成反比 C .由公式v m F ??=ω可知F 跟r 无关 D .由公式r m F 2 ω?=可知F 与r 成正比 4.常用的通讯卫星是地球同步卫星,它定位于地球赤道正上方。已知某同步卫星离地面的高度为h ,地球自转的角速度为ω,地球半径为R ,地球表面附近的重力加速度为0g ,该同步卫星运动的加速度的大小为( ) A .0 B .0g C .h 2 ωD .)(2 h R +ω 5.一颗小行星环绕太阳作匀速圆周运动的半径是地球环绕半径的4倍,则它的环绕周期是( ) A. 1年 B. 2年 C. 4年 D. 8年

第六章《万有引力与航天》测试题(含详细解答)

《万有引力与航天》测试题 一、选择题(每小题4分,全对得4分,部分对的得2分,有错的得0分,共48分。) 1.第一次通过实验比较准确的测出引力常量的科学家是( ) A . 牛顿 B . 伽利略 C .胡克 D . 卡文迪许 2.如图1所示a 、b 、c 是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星,下列说法正确的是( ) A .b 、c 的线速度大小相等,且大于a 的线速度; B .b 、c 的向心加速度大小相等,且大于a 的向心加速度; C .c 加速可追上同一轨道上的b ,b 减速可等候同一轨道上的c ; D .a 卫星由于某种原因,轨道半径变小,其线速度将变大 3.宇宙飞船为了要与“和平号“轨道空间站对接,应该:( ) A.在离地球较低的轨道上加速 B.在离地球较高的轨道上加速 C.在与空间站同一高度轨道上加速 D.不论什么轨道,只要加速就行 4、 发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火, 使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3,轨道1、2相切于Q 点,轨道2、3相切于P 点,如图2所示。则在卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是:( ) A .卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率。 B .卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度。 C .卫星在轨道1上经过Q 点时的速度大于它在轨道2 上经过Q 点时的速度。 D .卫星在轨道2上经过P 点时的加速度等于它在轨道3 b a c 地球 图1

上经过P 点时的加速度 5、 宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会处于完全失重中,下列说法中正确的是 ( ) A.宇航员仍受重力的作用 B.宇航员受力平衡 C.宇航员受的重力正好充当向心力 D.宇航员不受任何作用力 6.某星球质量为地球质量的9倍,半径为地球半径的一半,在该星球表面从某一高度以10 m/s 的初 速度竖直向上抛出一物体,从抛出到落回原地需要的时间为(g 地=10 m/s 2 )( ) A .1s B . 91s C .18 1 s D . 36 1 s 7.假如地球自转速度增大,关于物体重力,下列说法正确的是( ) A 放在赤道地面上的万有引力不变 B 放在两极地面上的物体的重力不变 C 放在赤道地面上物体的重力减小 D 放在两极地面上的物体的重力增加 8、设想把质量为m 的物体放在地球的中心,地球的质量为M ,半径为R ,则物体与地球间的万有引力是( ) A.零 B.无穷大 C.2 GMm R D.无法确定 9.对于质量m 1和质量为m 2的两个物体间的万有引力的表达式12 2m m F G r ,下列说法正确的是 ( ) 和m 2所受引力总是大小相等的 B 当两物体间的距离r 趋于零时,万有引力无穷大 C.当有第三个物体m 3放入之间时,m 1和m 2间的万有引力将增大 D.所受的引力性质可能相同,也可能不同 10地球赤道上的重力加速度为g ,物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a ,要使赤道上物 体“飘” 起来,则地球的转速应为原来转速的( )

高考(2015-2019)物理真题分项B4版——专题(五)万有引力与航天(试题版)

专题五 万有引力与航天 1、(2019全国Ⅰ卷)在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上,把物体P轻放在弹簧上端,P 由静止向下运动,物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧,改用物体Q完成同样的过程,其a–x关系如图中虚线所示,假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍,则() A.M与N的密度相等 B.Q的质量是P的3倍 C.Q下落过程中的最大动能是P的4倍 D.Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍 2、(2019全国Ⅱ卷)2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力,能够描述F随h变化关系的图像是() 3.(2019全国Ⅲ卷)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动,它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火,它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火。已知它们的轨道半径R金a地>a火B.a火>a地>a金C.v地>v火>v金D.v火>v地>v金 4、(2019北京卷)2019年5月17日,我国成功发射第45颗北斗导航卫星,该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)。该卫星() A.入轨后可以位于北京正上方B.入轨后的速度大于第一宇宙速度 C.发射速度大于第二宇宙速度 D.若发射到近地圆轨道所需能量较少 5、(2019天津卷)2018年12月8日,肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射,“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测,率先在月背刻上了中国足迹”。已知月球的质量为M、半径为R,探测器的质量为m,引力常量为G,嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时,探测器的() A.周期为 23 4πr GM B.动能为 2 GMm R C.角速度为 3 Gm r D.向心加速度为 2 GM R 6、(2019 江苏卷)1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星,该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动.如图所示,设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2,近地点到地心的距离为r,地球质量为M,引力常量为G.则() A. r GM v v v= > 1 2 1 ,B. r GM v v v> > 1 2 1 , C. r GM v v v= < 1 2 1 , D. r GM v v v> > 1 2 1 , 7、(2018全国Ⅰ卷)2017年,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并前约100 s时,它们相距约400 km,绕二者连线上的某点每秒转动12圈,将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体,由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识,可以估算出这一时刻两颗中子星() A. 质量之积 B. 质量之和 C. 速率之和 D. 各自的自转角速度 1

高考物理万有引力与航天及其解题技巧及练习题(含答案)及解析

高考物理万有引力与航天及其解题技巧及练习题(含答案)及解析 一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天 1.如图所示,假设某星球表面上有一倾角为θ=37°的固定斜面,一质量为m =2.0 kg 的小物块从斜面底端以速度9 m/s 沿斜面向上运动,小物块运动1.5 s 时速度恰好为零.已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25,该星球半径为R =1.2×103km.试求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) (1)该星球表面上的重力加速度g 的大小. (2)该星球的第一宇宙速度. 【答案】(1)g=7.5m/s 2 (2)3×103m/s 【解析】 【分析】 【详解】 (1)小物块沿斜面向上运动过程00v at =- 解得:26m/s a = 又有:sin cos mg mg ma θμθ+= 解得:2 7.5m/s g = (2)设星球的第一宇宙速度为v ,根据万有引力等于重力,重力提供向心力,则有: 2 mv mg R = 3310m/s v gR ==? 2.人类第一次登上月球时,宇航员在月球表面做了一个实验:将一片羽毛和一个铁锤从同一个高度由静止同时释放,二者几乎同时落地.若羽毛和铁锤是从高度为h 处下落,经时间t 落到月球表面.已知引力常量为G ,月球的半径为R . (1)求月球表面的自由落体加速度大小g 月; (2)若不考虑月球自转的影响,求月球的质量M 和月球的“第一宇宙速度”大小v . 【答案】(1)22h g t =月 (2)2 2 2hR M Gt =;2hR v t = 【解析】 【分析】 (1)根据自由落体的位移时间规律可以直接求出月球表面的重力加速度; (2)根据月球表面重力和万有引力相等,利用求出的重力加速度和月球半径可以求出月球的质量M ; 飞行器近月飞行时,飞行器所受月球万有引力提供月球的向心力,从而求出“第一宇宙速度”大小. 【详解】

高中物理万有引力与航天专题训练答案及解析

高中物理万有引力与航天专题训练答案及解析 一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天 1.人类第一次登上月球时,宇航员在月球表面做了一个实验:将一片羽毛和一个铁锤从同一个高度由静止同时释放,二者几乎同时落地.若羽毛和铁锤是从高度为h 处下落,经时间t 落到月球表面.已知引力常量为G ,月球的半径为R . (1)求月球表面的自由落体加速度大小g 月; (2)若不考虑月球自转的影响,求月球的质量M 和月球的“第一宇宙速度”大小v . 【答案】(1)22h g t =月 (2)2 2 2hR M Gt =;2hR v t = 【解析】 【分析】 (1)根据自由落体的位移时间规律可以直接求出月球表面的重力加速度; (2)根据月球表面重力和万有引力相等,利用求出的重力加速度和月球半径可以求出月球的质量M ; 飞行器近月飞行时,飞行器所受月球万有引力提供月球的向心力,从而求出“第一宇宙速度”大小. 【详解】 (1)月球表面附近的物体做自由落体运动 h =1 2 g 月t 2 月球表面的自由落体加速度大小 g 月=2 2h t (2)若不考虑月球自转的影响 G 2 Mm R =mg 月 月球的质量 2 2 2hR M Gt = 质量为m'的飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动m ′g 月=m ′2 v R 月球的“第一宇宙速度”大小 2hR v g R t 月== 【点睛】 结合自由落体运动规律求月球表面的重力加速度,根据万有引力与重力相等和万有引力提供圆周运动向心力求解中心天体质量和近月飞行的速度v . 2.地球同步卫星,在通讯、导航等方面起到重要作用。已知地球表面重力加速度为g ,地球半径为R ,地球自转周期为T ,引力常量为G ,求: (1)地球的质量M ; (2)同步卫星距离地面的高度h 。 【答案】(1) (2)

高考物理万有引力与航天练习题

高考物理万有引力与航天练习题 一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天 1.据报道,一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间.照片中,“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见.如图所示,假设“天宫一号”正以速度v =7.7km/s 绕地球做匀速圆周运动,运动方向与太阳帆板两端M 、N 的连线垂直,M 、N 间的距离L =20m ,地磁场的磁感应强度垂直于v ,MN 所在平面的分量B =1.0×10﹣5 T ,将太阳帆板视为导体. (1)求M 、N 间感应电动势的大小E ; (2)在太阳帆板上将一只“1.5V 、0.3W”的小灯泡与M 、N 相连构成闭合电路,不计太阳帆板和导线的电阻.试判断小灯泡能否发光,并说明理由; (3)取地球半径R =6.4×103 km ,地球表面的重力加速度g = 9.8 m/s 2,试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h (计算结果保留一位有效数字). 【答案】(1)1.54V (2)不能(3)5410m ? 【解析】 【分析】 【详解】 (1)法拉第电磁感应定律 E=BLv 代入数据得 E =1.54V (2)不能,因为穿过闭合回路的磁通量不变,不产生感应电流. (3)在地球表面有 2Mm G mg R = 匀速圆周运动 2 2 ()Mm v G m R h R h =++ 解得 2 2gR h R v =- 代入数据得 h ≈4×105m

【方法技巧】 本题旨在考查对电磁感应现象的理解,第一问很简单,问题在第二问,学生在第一问的基础上很容易答不能发光,殊不知闭合电路的磁通量不变,没有感应电流产生.本题难度不 大,但第二问很容易出错,要求考生心细,考虑问题全面. 2.载人登月计划是我国的“探月工程”计划中实质性的目标.假设宇航员登上月球后,以初速度v 0竖直向上抛出一小球,测出小球从抛出到落回原处所需的时间为t.已知引力常量为G ,月球的半径为R ,不考虑月球自转的影响,求: (1)月球表面的重力加速度大小g 月; (2)月球的质量M ; (3)飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期T . 【答案】(1)02v t ;(2)20 2R v Gt ;(3)2【解析】 【详解】 (1)小球在月球表面上做竖直上抛运动,有0 2v t g =月 月球表面的重力加速度大小0 2v g t = 月 (2)假设月球表面一物体质量为m ,有 2=Mm G mg R 月 月球的质量20 2R v M Gt = (3)飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,有 2 22Mm G m R R T π??= ??? 飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期 2T π= 3.经过逾6 个月的飞行,质量为40kg 的洞察号火星探测器终于在北京时间2018 年11 月27 日03:56在火星安全着陆。着陆器到达距火星表面高度800m 时速度为60m/s ,在着陆器底部的火箭助推器作用下开始做匀减速直线运动;当高度下降到距火星表面100m 时速度减为10m/s 。该过程探测器沿竖直方向运动,不计探测器质量的变化及火星表面的大气阻力,已知火星的质量和半径分别为地球的十分之一和二分之一,地球表面的重力加速度

高考物理万有引力与航天基础练习题

高考物理万有引力与航天基础练习题 一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天 1.如图所示,返回式月球软着陆器在完成了对月球表面的考察任务后,由月球表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱.已知月球表面的重力加速度为g ,月球的半径为R ,轨道舱到月球中心的距离为r ,引力常量为G ,不考虑月球的自转.求: (1)月球的质量M ; (2)轨道舱绕月飞行的周期T . 【答案】(1)G gR M 2 = (2)2r r T R g π=【解析】 【分析】 月球表面上质量为m 1的物体,根据万有引力等于重力可得月球的质量;轨道舱绕月球做圆周运动,由万有引力等于向心力可得轨道舱绕月飞行的周期; 【详解】 解:(1)设月球表面上质量为m 1的物体,其在月球表面有:11 2Mm G m g R = 1 12 Mm G m g R = 月球质量:G gR M 2 = (2)轨道舱绕月球做圆周运动,设轨道舱的质量为m 由牛顿运动定律得: 2 2Mm 2πG m r r T ??= ??? 222()Mm G m r r T π= 解得:2r r T R g π= 2.如图所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P 点沿水平方向以初速度v 0抛出一个小球,测得小球经时间t 落到斜坡上另一点Q ,斜面的倾角为α,已知该星球半径为R ,万有引力常量为G ,求:

(1)该星球表面的重力加速度; (2)该星球的质量。 【答案】(1)02tan v g t θ= (2)202tan v R Gt θ 【解析】 【分析】 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度;根据万有引力等于重力求出星球的质量; 【详解】 (1)根据平抛运动知识可得 2 00 122gt y gt tan x v t v α=== 解得02v tan g t α = (2)根据万有引力等于重力,则有 2 GMm mg R = 解得2202v R tan gR M G Gt α == 3.a 、b 两颗卫星均在赤道正上方绕地球做匀速圆周运动,a 为近地卫星,b 卫星离地面高度为3R ,己知地球半径为R ,表面的重力加速度为g ,试求: (1)a 、b 两颗卫星周期分别是多少? (2) a 、b 两颗卫星速度之比是多少? (3)若某吋刻两卫星正好同时通过赤道同--点的正上方,则至少经过多长时间两卫星相距最远? 【答案】(1)2R g ,16R g (2)速度之比为2 87R g π 【解析】 【分析】根据近地卫星重力等于万有引力求得地球质量,然后根据万有引力做向心力求得运动周期;卫星做匀速圆周运动,根据万有引力做向心力求得两颗卫星速度之比;由根据相距最远时相差半个圆周求解; 解:(1)卫星做匀速圆周运动,F F =引向, 对地面上的物体由黄金代换式2Mm G mg R =

《万有引力与航天》测试题含答案

《万有引力与航天》单元测试 一、选择题 1.星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为第二宇宙速度.星球的第二宇宙速度v 2与第一宇宙速度v 1的关系就是v 2=2v 1、已知某星球的半径为r ,它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的1 6 ,不计其她星球的影响,则该星球的第二宇宙速度为( ) A 、gr B 、 16 gr C 、 1 3 gr D 、13gr 解析:由题意v 1=g ′r = 1 6 gr ,v 2=2v 1= 1 3 gr ,所以C 项正确. 答案:C 2.太阳能电池就是将太阳能通过特殊的半导体材料转化为电能,在能量的利用中,它有许多优点,但也存在着一些问题,如受到季节、昼夜及阴晴等气象条件的限制.为了能尽量地解决这些问题,可设想把太阳能电池送到太空中并通过一定的方式让地面上的固定接收站接收电能,太阳能电池应该置于( ) A.地球的同步卫星轨道 B.地球大气层上的任一处 C.地球与月亮的引力平衡点 D.地球与太阳的引力平衡点 解析:太阳能电池必须与地面固定接收站相对静止,即与地球的自转同步.

答案:A 3.据媒体报道,“嫦娥”一号卫星绕月工作轨道为圆轨道,轨道距月球表面的高度为200 km,运行周期为127 min 、若要求出月球的质量,除上述信息外,只需要再知道( ) A.引力常量与“嫦娥”一号的质量 B.引力常量与月球对“嫦娥”一号的吸引力 C.引力常量与地球表面的重力加速度 D.引力常量与月球表面的重力加速度 解析:对“嫦娥”一号有G Mm (R +h )2=m 4π2T 2(R +h ),月球的质量为M =4π2GT 2(R +h )3,在月球表面g =G M R 2,故选项D 正确. 答案:D 4.地球同步卫星轨道半径约为地球半径的6、6倍,设月球密度与地球相同,则绕月心在月球表面附近做圆周运动的探月探测器的运行周期约为( ) A.1 h B.1、4 h C.6、6 h D.24 h 解析:因月球密度与地球的相同,根据ρ=m 4πR 3/3,可知m 地m 月=R 3 地R 3月 ,又 Gm 地m 卫 (6、6R 地)2=m 卫4π2T 2卫×6、6R 地,Gm 月m 探R 2 月=m 探4π2 T 2探R 月,已知T 卫=24 h,联立解得T 探≈1、4 h 、 答案:B 5、

2019高考物理试题分类汇编(7)-万有引力与航天(含详解)

2019高考物理试题分类汇编(7)-万有引力与航天(含详解) 1〔2018海南卷〕.2017年4月10日,我国成功发射第8颗北斗导航卫星,建成以后北斗导航卫星系统将包含多可地球同步卫星,这有助于减少我国对GPS 导航系统的依赖,GPS 由运行周期为12小时的卫星群组成,设北斗星的同步卫星和GPS 导航的轨道半径分别为1 R 和 2R ,向心加速度分别为1a 和2a ,那么12:R R _。12:a a =_____4 〔可用根式表 示〕 解析: 122T T =,由2224GMm m R ma R T π==得 :R =,2GM a R =因而 :2 3 1122R T R T ?? == ??? , 2 11224 a R a R -??== ??? 2〔2018广东卷〕.如图6所示,飞船从轨道1变轨至轨道2。假设飞船在两轨道上都做匀速 圆周运动,不考虑质量变化,相对于在轨道1上,飞船在轨道2上的 A.动能大 B.向心加速度大 C.运行周期长 D.角速度小 答案:CD 3〔2018北京高考卷〕、关于环绕地球卫星的运动,以下说法正 确的选项是 A 、分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星,不可能具有相同的周期 B 、沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道不同位置可能具有相同的速率 C 、在赤道上空运行的两颗地球同步卫星,它们的轨道半径有可能不同 D 、沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星,它们的轨道平面一定会重合 答案:B 4〔2018山东卷〕.2017年11月3日,“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道,等待与“神州九号”交会对接。变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道,对应的轨道半径分别为R 1、R 2,线速度大小分别为1v 、2 v 。那么12 v v 等于 222 1R R D. 21 R R 答案:B 5〔2018福建卷〕、一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动,其线速度大小为 v 假设宇 航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m 的物体重力,物体静止时,弹簧测力计的

第六章 万有引力与航天 单元测试

第六章 万有引力与航天 一、单项选择题 1.对于万有引力定律的表达式F =G m 1m 2 r 2,下列说法中正确的是( ) ①公式中G 为引力常量,它是由卡文迪许扭秤实验测得的;②当r 趋于零时,万有引力趋于无穷大;③m 1与m 2受到的引力大小总是相等的,与m 1、m 2是否相等无关;④m 1与m 2受到的引力是一对平衡力;⑤用该公式可求出任何两个物体之间的万有引力. A .①③⑤ B .②④ C .①②④ D .①③ 2.人造地球卫星在绕地球运行时,它的轨道半径R 与周期T 的关系是( ) A .R 与T 成正比 B .R 3与T 2成正比 C .R 2与T 3成正比 D .R 与T 无关 3.关于地球同步通信卫星的说法,正确的是( ) A .为避免通信卫星在轨道上相撞,应使它们运行在不同的轨道上 B .通信卫星定点在地球上空某处,各个通信卫星的角速度不同,但线速度大小相同 " C .不同国家发射通信卫星的地点不同,这些卫星轨道不一定在同一平面内 D .通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定的高度上 4.随着“神舟”七号的发射成功,中国航天员在轨道舱内停留的时间将增加,体育锻炼成了一个必不可少的环节,下列在地面上正常使用的未经改装的器材最适宜航天员在轨道舱中进行锻炼的是( ) A .哑铃 B .弹簧拉力器 C .单杠 D .徒手跑步机 5.(2013·安徽名校联考)北京时间2012年10月25日23时33分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭,成功将第16颗北斗导航卫星发射升空并送入预定转移轨道.第16颗北斗导航卫星是一颗地球静止轨道卫星,它将与先期发射的15颗北斗导航卫星组网运行,形成区域服务能力.根据计划,北斗卫星导航系统将于2013年初向亚太大部分地区提供服务.下列关于这颗卫星的说法正确的是( ) A .该卫星正常运行时一定处于赤道正上方,角速度小于地球自转角速度 B .该卫星正常运行时轨道也可以经过地球两极 C .该卫星的速度小于第一宇宙速度 D .如果知道该卫星的周期与轨道半径可以计算出其质量 6.若取地球的第一宇宙速度为8 km/s ,某行星的质量是地球质量的6倍,半径是地球半径的倍,则这颗行星上的第一宇宙速度约为( ) & A .16 km/s B .32 km/s C .4 km/s D .2 km/s 7.“嫦娥”一号探月卫星沿地月转移轨道到达月球,在距月球表面200 km 的P 点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获,进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行,如图所示.之后,卫星在P 点经过几次“刹车制动”,最终在距月球表面200 km 的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动.用T 1、T 2、T 3分别表示卫星在椭圆轨道Ⅰ、Ⅱ和圆形轨道Ⅲ的周期,用a 1、a 2、a 3分别表示卫星沿三个轨道运动到P 点的加速度,则下面说法正确的是( ) A .T 1>T 2>T 3 B .T 1a 2>a 3 D .a 1

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