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2017届高三物理一轮复习 第4章 曲线运动 万有引力与航天 第4讲 万有引力与航天知能提升演练.doc

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万有引力与航天 [随堂反馈] 1.(多选)1798年,英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G,因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人.若已知万有引力常量G,地球表面处的重力加速度g,地球半径R,地球上一个昼夜的时间T1(地球自转周期),一年的时间T2(地球公转周期),地球中心到月球中心的距离L1,地球中心到太阳中心的距离L2.你能计算出(  ) A.地球的质量m地= B.太阳的质量m太= C.月球的质量m月= D.可求月球、地球及太阳的密度 解析:对地球表面的一个物体m0来说,应有m0g=,所以地球质量m地=,选项A正确.对地球绕太阳运动来说,有=m地L2,则m太=,B项正确.对月球绕地球运动来说,能求地球的质量,不知道月球的相关参量及月球的卫星的运动参量,无法求出它的质量和密度,C、D项错误. 答案:AB 2.(2015·高考福建卷)如图,若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动,a、b到地心O的距离分别为r1、r2,线速度大小分别为v1、v2,则(  ) A.=       B.= C.=2 D.=2 解析:万有引力提供卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力,有G=m,所以v=,=,A项正确. 答案:A 3.(2015·高考海南卷)若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体,它们在水平方向运动的距离之比为2.已知该行星质量约为地球的7倍,地球的半径为R.由此可知,该行星的半径约为(  ) A.R B.R C.2R D.R 解析:在行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体,它们经历的时间之比即为在水平方向运动的距离之比,所以=.竖直方向上做自由落体运动,重力加速度分别为g1和g2,因此===. 设行星和地球的质量分别为7M和M,行星的半径为r,由牛顿第二定律得 G=mg1 G=mg2 由得r=2R 因此A、B、D错,C对. 答案:C4.(多选)(2016·广西四校调研)2013年12月2日,“嫦娥三号”发射取得圆满成功,这标志着我国的航空航天技术又迈进了一大步.“嫦娥三号”探月卫星沿地月转移轨道到达距月球表面200 km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获,进入椭圆轨道绕月飞行,再经过一次制动进入距月球表面15 km的圆形轨道上绕月球做匀速圆周运动.则下面说法正确的是(  ) A.由于“刹车制动”,卫星在轨道上运动的周期将比沿轨道运动的周期长 B.虽然“刹车制动”,但卫星在轨道上运动的周期还是比沿轨道运动的周期短 C.卫星在到达月球附近时需进行第一次“刹车制动”是因为卫星到达月球附近时的速度大于月球卫星的第二宇宙速度 D.卫星在轨道上运动的加速度小于沿轨道上运动到P点时的加速度 解析:考查天体运动问题,由开普勒第三定律k=可知,T>T,则A错,B对;由第二宇宙速度的含义可知,卫星到达月球附近并被月球捕获时的速度不能超过月球卫星的第二宇宙速度,不然卫星将脱离月球,则C对;由=ma,得卫星在轨道上的加速度a=,由=maP,得在卫星在P点的加速度aP=,因rP>r,则aP<a,D错. 答案:BC 5.(2015·高考山东卷)如图,拉格朗日点L1位于地球和月球连线上,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下,可与月球一起以相同的周期绕地球运动.据此,科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站,使其与月球同周期绕地球运动.以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小,a3表示地球同步卫星向心加速度的大小.以下判断正确的是(  ) A.a2>a3>a1 B.a2>a1>a3 C.a3>a1>a2 D.a3>a2>a1 解析:地球同步卫星受月球引力可以忽略不计,表明地球同步卫星距离月球要比空间站距离月球更远,则地球同步卫星轨道半径r3、空间站轨道半径r1、月球轨道半径r2之间的关系为r2>r1>r3,由=ma知,a3=,a2=,所以a3>a2;由题意知空间站与月球周期相等,由ma=m2r知,a1=2 r1,a2=2r2,所以a2>a1.因此a3>a2>a1,D正确. 答案:D [课时作业] 一、单项选择题 1.对于万有引力定律的数学表达式F=G,下列说法正确的是(  ) A.公式中G为引力常量,是人为规定的 B.r趋近零时,万有引力趋于无穷大 C.m1、m2受到的万有引力总是大小相等 D.m1、m2受到的万有引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力 解析:公式F=G中G为引力常量,首先由卡文迪许通过扭秤实验测得,不是人为规定的,故A错误;公式F=G从数学角度讲,当r趋近于零时其值是趋于无穷大,然而万有引力定律公式只适合于两个可以看作质点的物体,即物体的自身半径相对两者的间距可以忽略时适用,而当距离无穷小时,两个物体的半径远大于这个距离,它们不再适用万有引力公
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