3232 万有引力定律应用的12种典型案例 万有引力定律不仅是高考的一个大重点，而且是自然科学的一个重大课题，也是同学们最感兴趣的科学论题之一。 特别是我国“神州五号”载人飞船的发射成功，更激发了同学们研究卫星，探索宇宙的信心。 下面我们就来探讨一下万有引力定律在天文学上应用的12个典型案例： 【案例1】天体的质量与密度的估算 下列哪一组数据能够估算出地球的质量 A.月球绕地球运行的周期与月地之间的距离 B.地球表面的重力加速度与地球的半径 C.绕地球运行卫星的周期与线速度 D.地球表面卫星的周期与地球的密度 解析：人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动。月球也是地球的一颗卫星。 设地球的质量为M ，卫星的质量为m ，卫星的运行周期为T ，轨道半径为r 根据万有引力定律： r T 4m r Mm G 22 2π=……①得： 2 32G T r 4M π=……②可见A 正确 而T r 2v π= ……由②③知C 正确 对地球表面的卫星，轨道半径等于地球的半径，r=R ……④ 由于3 R 4M 3 π= ρ……⑤结合②④⑤得： G 3T 2π = ρ 可见D 错误 地球表面的物体，其重力近似等于地球对物体的引力 由2R Mm G mg =得：G g R M 2=可见B 正确
3333 【探讨评价】根据牛顿定律，只能求出中心天体的质量，不能解决环绕天体的质量；能够根据已知条件和已知的常量，运用物理规律估算物理量，这也是高考对学生的要求。总之，牛顿万有引力定律是解决天体运动问题的关键。 【案例2】普通卫星的运动问题 我国自行研制发射的“风云一号”“风云二号”气象卫星的运行轨道是不同的。“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为12 h ，“风云二号”是同步轨道卫星，其运行轨道就是赤道平面,周期为24 h 。问：哪颗卫星的向心加速度大哪颗卫星的线速度大若某天上午8点，“风云一号”正好通过赤道附近太平洋上一个小岛的上空，那么“风云一号”下次通过该岛上空的时间应该是多少 解析：本题主要考察普通卫星的运动特点及其规律 由开普勒第三定律T 2 ∝r 3 知：“风云二号”卫星的轨道半径较大 又根据牛顿万有引力定律r v m ma r Mm G 22==得： 2r M G a =，可见“风云一号”卫星的向心加速度大， r GM v = ，可见“风云一号”卫星的线速度大， “风云一号”下次通过该岛上空，地球正好自转一周，故需要时间24h ，即第二天上午8点钟。 【探讨评价】由万有引力定律得：2M a G r = ，v = ω= 2T = ⑴所有运动学量量都是r 的函数。我们应该建立函数的思想。 ⑵运动学量v 、a 、ω、f 随着r 的增加而减小，只有T 随着r 的增加而增加。 ⑶任何卫星的环绕速度不大于7.9km/s ，运动周期不小于85min 。 ⑷学会总结规律，灵活运用规律解题也是一种重要的学习方法。 【案例3】同步卫星的运动 下列关于地球同步卫星的说法中正确的是： A 、为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上 B 、通讯卫星定点在地球赤道上空某处，所有通讯卫星的周期都是24h C 、不同国家发射通讯卫星的地点不同，这些卫星的轨道不一定在同一平面上
分离定律练习题二 1.水稻某品种茎杆的高矮是由一对等位基因控制，对一纯合显性亲本与一个隐性亲本杂交产生的F1进行测交，其后代杂合体的几率是( ) A.0％ B.25％ C.50％ D.75％ 2.具有一对相对性状的显性纯合体杂交，后代中与双亲基因型都不同的占( ) A.25％ B.100％ C.75％ D.0％ 3.子叶的黄色对绿色显性，鉴定一株黄色子叶豌豆是否纯合体，最常用的方法是 A.杂交 B.测交 C.检查染色体 D.自花授粉 4.基因分离规律的实质是( ) A.等位基因随同源染色体的分开而分离 B. F2性状分离比为3：1 C.测交后代性状分离比为1：1 D. F2出现性状分离现象· 5.杂合体高茎豌豆(Dd)自交，其后代的高茎中，杂合体的几率是( ) A.1／2 B.2／3 C.1／3 D.3／4 6.一只杂合的白羊，产生了200万个精子，其中含有黑色隐性基因的精子的为( ) A.50万 B.100万 C.25万 D.200万 7.牦牛的毛色，黑色对红色显性。为了确定一头黑色母牛是否为纯合体，应选择交配的公牛是( ) A.黑色杂合体 B.黑色纯合体 C.红色杂合体 D.红色纯合体 8.下列关于表现型和基因型的叙述，错误的是( ) A.表现型相同，基因型不一定相同 B. 相同环境下，表现型相同，基因型不一定相同 C.相同环境下，基因型相同，表现型也相同 D. 基因型相同，表现型一定相同 9.下列生物属纯合子的是( ) A.Aabb B.AAbb C.aaBb D.AaBb 10.表现型正常的父母生了一患白化病的女儿，若再生一个，可能是表现型正常的儿子、患白化病女儿的几 率分别是( ) A.1／4，1／8 B.1／2，1／8 C.3／4，1／4 D.3／8，1／8 11.番茄中圆形果(B)对长形果(b)显性，一株纯合圆形果的番茄与一株长形果的番茄相互授粉，它们所结果 实中细胞的基因型为( ) A.果皮的基因型不同，胚的基因型相同 B. 果皮、胚的基因型都相同 C.果皮的基因型相同，胚的基因型不同 D. 果皮、胚的基因型都不同— 12.一株国光苹果树开花后去雄，授以香蕉苹果花粉，所结苹果的口味是( ) A.二者中显性性状的口味 B. 两种苹果的混合味 C.国光苹果的口味 D. 香蕉苹果的口味 13.粳稻(WW)与糯稻(ww)杂交，F1都是粳稻。纯种粳稻的花粉经碘染色后呈蓝黑色，纯种糯稻的花粉经碘 染色后呈虹褐色。F1的花粉粒经碘染色后( ) A.3／4呈蓝色，1/14呈红褐色 B. 1／2呈蓝黑色1／2呈红褐色 C. 都呈蓝黑色 D. 都呈红褐色 14.某男患白化病，他的父、母和妹妹均正常。如果他的妹妹与一个白化病患者结婚，则生出白化病孩子的 几率为( ) A.1／4 B.1／3 C.1／2 D.2／3 15、人类的并指（A）对正常指（a ）为显性的一种遗传病，在一个并指患者（他的父母有一个是正常指）的下列各细胞中不含或可能不含显性基因A的是（） ①神经细胞②成熟的红细胞③初级性母细胞④次级性母细胞⑤成熟的性细胞 A、①②④ B、④⑤ C、②③⑤ D、②④⑤ 16、调查发现人群中夫妇双方均表现正常也能生出白化病患儿。研究表明白化病由一对等位基因控制。判
1．天体运动的分析方法 2．中心天体质量和密度的估算 (1)已知天体表面的重力加速度g和天体半径R G＝mg? (2)已知卫星绕天体做圆周运动的周期T和轨道半径r 1．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知() A．太阳位于木星运行轨道的中心 B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 解析：由开普勒第一定律(轨道定律)可知，太阳位于木星运行轨道的一个焦点上，A错误；火星和木星绕太阳运行的轨道不同，运行速度的大小不可能始终相等，B错误；根据开普勒第三定律(周期定律)知所有行星轨道的半长轴的三次方与它的公转周期的平方的比值是一个常数，C正确；对于某一个行星来说，其与太阳连线在相同的时间内扫过的面积相等，不同行星在相同的时间内扫过的面积不相等，D错误．答案：C 2．(2016·郑州二检)据报道，目前我国正在研制“萤火二号”火星探测器．探测器升空后，先在近地轨道上以线速度v环绕地球飞行，再调整速度进入地火转移轨道，最后再一次调整速度以线速度v′在火星表面附近环绕飞行．若认为地球和火星都是质
量分布均匀的球体，已知火星与地球的半径之比为1∶2，密度之比为5∶7，设火星与地球表面重力加速度分别为g′和g，下列结论正确的是() A．g′∶g＝4∶1B．g′∶g＝10∶7 C．v′∶v＝D．v′∶v＝ 解析：在天体表面附近，重力与万有引力近似相等，由G＝mg，M＝ρπR3，解两式得g＝GπρR，所以g′∶g＝5∶14，A、B项错；探测器在天体表面飞行时，万有引力充当向心力，由G＝m，M＝ρπR3，解两式得v＝2R，所以v′∶v＝，C项正确，D 项错． 答案：C 3.嫦娥三号”探月卫星于2013年12月2日1点30分在西昌卫星发射中心发射，将实现“落月”的新阶段．若已知引力常量G，月球绕地球做圆周运动的半径r1、周期T1，“嫦娥三号”探月卫星绕月球做圆周运动的环月轨道(见图)半径r2、周期T2，不计其他天体的影响，则根据题目条件可以() A．求出“嫦娥三号”探月卫星的质量 B．求出地球与月球之间的万有引力 C．求出地球的密度 D.＝ 解析：绕地球转动的月球受力为＝M′r1得T1＝＝.由于不知道地球半径r，无法求出地球密度，C错误；对“嫦娥三号”而言，＝mr2，T2＝，已知“嫦娥三号”的周期和半径，可求出月球质量M′，但是所有的卫星在万有引力提供向心力的运动学公式中卫星质量都约掉了，无法求出卫星质量，因此探月卫星质量无法求出，A错误；已
【1】天体的质量与密度的估算 下列哪一组数据能够估算出地球的质量 A.月球绕地球运行的周期与月地之间的距离 B.地球表面的重力加速度与地球的半径 C.绕地球运行卫星的周期与线速度 D.地球表面卫星的周期与地球的密度 解析：人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动。月球也是地球的一颗卫星。 设地球的质量为M ，卫星的质量为m ，卫星的运行周期为T ，轨道半径为r 根据万有引力定律：r T 4m r Mm G 2 22π=……①得：23 2G T r 4M π=……②可见A 正确 而T r 2v π= ……由②③知C 正确 对地球表面的卫星，轨道半径等于地球的半径，r=R ……④ 由于3 R 4M 3 π= ρ ……⑤结合②④⑤得： G 3T 2π = ρ 可见D 错误 球表面的物体，其重力近似等于地球对物体的引力 由2 R Mm G mg =得：G g R M 2= 可见B 正确 【2】普通卫星的运动问题 我国自行研制发射的“风云一号”“风云二号”气象卫星的运行轨道是不同的。“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为12 h ，“风云二号”是同步轨道卫星，其运行轨道就是赤道平面,周期为24 h 。问：哪颗卫星的向心加速度大？哪颗卫星的线速度大？若某天上午8点，“风云一号”正好通过赤道附近太平洋上一个小岛的上空，那么“风云一号”下次通过该岛上空的时间应该是多少？ 解析：由开普勒第三定律T 2∝r 3知：“风云二号”卫星的轨道半径较大 又根据牛顿万有引力定律r v m ma r Mm G 2 2==得： 2r M G a =，可见“风云一号”卫星的向心加速度大， r GM v =，可见“风云一号”卫星的线速度大， “风云一号”下次通过该岛上空，地球正好自转一周，故需要时间24h ，即第二天上午8点钟。 【探讨评价】由万有引力定律得：2 M a G r =，v = ω= 2T π = 【3】同步卫星的运动 下列关于地球同步卫星的说法中正确的是： A 、为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上 B 、通讯卫星定点在地球赤道上空某处，所有通讯卫星的周期都是24h C 、不同国家发射通讯卫星的地点不同，这些卫星的轨道不一定在同一平面上 D 、不同通讯卫星运行的线速度大小是相同的，加速度的大小也是相同的。
华兴中学高13级暑期复习 孟德尔的自由组合定律练习题 一选择题 1．AaBb和aaBb两个亲本杂交，在两对性状独立遗传、完全显性时，子一代表现型中新类型所占比例为（） A.1/2 B.1/4 C.3/8 D.1/8 2．玉米籽粒黄色（Y）对白色（y）显性，糯性（B）对非糯性（b）显性。一株黄色非糯的玉米自交，子代中不可能有的基因型是（） A.yybb B.YYBB C.Yybb D.YYbb 3．狗的黑毛(B)对白毛(b)为显性，短毛(D)对长毛(d)为显性，这两对基因独立遗传。现有两只白色短毛狗交配。共生出23只白色短毛狗和9只白色长毛狗。这对亲本的基因型分别是（）A．bbDd和bbDd B．BbDd和BbDd C．bbDD和bbDD D．bbDD和bbDd 4．假如高杆（D）对矮杆（d）、抗病（R）对易感病（r）为显性，两对性状独立遗传。现用DdRr和ddrr两亲本杂交，F1的表现型有 A．2种B．3种C．4种D．6种 5．已知基因A、B、C及其等位基因分别位于三对同源染色体上。现有一对夫妇，妻子的基因型AaBBCc，丈夫的基因型为aaBbCc，其子女中的基因型为aaBBCC的比例和出现具有a B C 表现型女儿的比例分别为( ) A．1/8、3/8 B．1/16、3/16 C．1/16、3/8 D．1/8、3/16 6．基因型为AAbb和aaBB的个体杂交(两结基因独立遗传)，其F2中能稳定遗传的新类型占F2新类型总数的（） A．1/16 B．1/8 C．1/3 D．1/5 7．基因自由组合定律的实质是（） A．子二代性状分离比为9：3：3：1 B．子二代出现与亲本性状不同的新类型 C．测交后代的分离比为1：1：1：1 D．在形成配子时，同源染色体上的等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合 8．基因型为RrYY的生物个体自交，产生的后代，其基因型的比例为 A．3︰1 B．1︰2︰1 C．1︰1︰1︰1 D．9︰3︰3︰1 9．某生物个体经减数分裂产生4种类型的配子，即Ab∶aB∶AB∶ab=4∶4∶1∶1，这个生物如自交，其后代中出现双显性纯合体的几率是（） A．1/8 B．1/20 C．1/80 D．1/100 10．人类中，基因D是耳蜗正常所必需的，基因E是听神经正常所必需的，如果双亲的基因型是DdEe，则后代是先天性聋哑的可能性是 A.7/16 B.3/16 C.1/16 D.1/2 11．肥厚性心肌病是一种显性常染色体遗传病，从理论上分析，如果双亲中有一方患病，其子女患病的可能性是 A.25%或30% B.50%或100% C.75%或100% D.25%或75% 12．水稻的高秆（D）对矮秆（d）是显性，抗锈病（R）对不抗锈病（r）是显性，这两对基因自由组合。甲水稻（DdRr）与乙水稻杂交，其后代四种表现型的比例是3∶3∶1∶1，则乙水稻的基因型是( )。
万有引力定律·典型例题解析 【例1】设地球的质量为M ，地球半径为R ，月球绕地球运转的轨道半径为r ，试证在地球引力的作用下： (1)g (2)(3)r 60R 地面上物体的重力加速度＝ ；月球绕地球运转的加速度＝；已知＝，利用前两问的结果求的值； GM R GM r g 22αα (4)已知r ＝3.8×108m ，月球绕地球运转的周期T ＝27.3d ，计算月球绕地球运转时的向心加速度a ； (5)已知地球表面重力加速度g ＝9.80m/s 2，利用第(4)问的计算结果， 求 的值．α g 解析： (1)略；(2)略； (3)2.77×10-4； (4)2.70×10-3m/s 2 (5)2.75×10-4 点拨：①利用万有引力等于重力的关系，即＝．②利用万有引力等于向心力的关系，即＝．③利用重力等于向心力 G Mm r mg G Mm r m 2 2α 的关系，即mg ＝ma ．以上三个关系式中的a 是向心加速度，根据题目 的条件可以用、ω或来表示．v r r T 2224r 2 π 【例】月球质量是地球质量的 ，月球半径是地球半径的，在21811 38. 距月球表面14m 高处，有一质量m ＝60kg 的物体自由下落． (1)它落到月球表面需用多少时间？ (2)它在月球上的“重力”和质量跟在地球上是否相同(已知地球表面重力
加速度g 地＝9.8m/s 2)？ 解析：(1)4s (2)588N 点拨：(1)物体在月球上的“重力”等于月球对物体的万有引力，设 mg G M m R mg G M m R 22月月月 地地地 ＝．同理，物体在地球上的“重力”等于地球对物体的 万有引力，设＝． 以上两式相除得＝，根据＝可得物体落到月球表 面需用时间为＝＝×＝． 月月g 1.75m /s S gt t 4s 2 2 12 2214 175S g . (2)在月球上和地球上，物体的质量都是60kg ．物体在月球上的“重力”和在地球上的重力分别为G 月＝mg 月＝60×1.75N ＝105N ，G 地＝mg 地＝60×9.8N ＝588N ． 跟踪反馈 1．如图43－1所示，两球的半径分别为r 1和r 2，均小于r ，两球质量分布均匀，大小分别为m 1、m 2，则两球间的万有引力大小为： [ ] A ．Gm 1m 2/r 2 B ．Gm 1m 2/r 12 C ．Gm 1m 2/(r 1＋r 2)2 D ．Gm 1m 2/(r 1＋r 2＋r)2
万有引力定律练习题 一．选择题（共8小题） 1．（2018?榆林一模）2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示．关于航天飞机的运动，下列说法中不正确的有（） A．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度 B．在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能 C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度2．（2018?江西模拟）北斗卫星导航系统由一组轨道高低不同的人造地球卫星组成。高轨道卫星是地球同步卫星，其轨道半径约为地球半径的6.6倍。若某低轨道卫星的周期为12小时，则这颗低轨道卫星的轨道半径与地球半径之比约为（） A．4.2 B．3.3 C．2.4 D．1.6 3．（2018?海南）土星与太阳的距离是火星与太阳距离的6倍多。由此信息可知（） A．土星的质量比火星的小 B．土星运行的速率比火星的小 C．土星运行的周期比火星的小 D．土星运行的角速度大小比火星的大 4．（2018?高明区校级学业考试）如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，如图所示。从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为θ1，金星转过的角度为θ2（θ1、θ2均为锐角），则由此条件可求得（）
A．水星和金星绕太阳运动的周期之比 B．水星和金星的密度之比 C．水星和金星表面的重力加速度之比 D．水星和金星绕太阳运动的向心力大小之比 5．（2018?瓦房店市一模）如图所示，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道，观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ弧度，已知万有引力常量为G，则月球的质量是（） A．B．C．D． 6．（2018春?南岗区校级期中）如图，有关地球人造卫星轨道的正确说法有（） A．a、b、c 均可能是卫星轨道B．卫星轨道只可能是a C．a、b 均可能是卫星轨道D．b 可能是同步卫星的轨道7．（2018春?武邑县校级月考）如图所示，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。则（）
自由组合定律作业 1 一、单选题 1.在孟德尔的具有两对相对性状的遗传实验中，F2出现的重组性状类型中能够稳定遗传的个体约占F2总数的( ) A．1／4 B．1／8 C．1／16 D．1／9 2、豌豆中高茎(T)对矮茎(t)为显性，绿豆荚(G)对黄豆荚(g)为显性，这两对基因是自由组合的，则Ttgg 与TtGg杂交后代的基因型和表现型的数目依次是（） A．5和3 B．6和4 C．8和6 D．9和4 3、假如水稻高秆（D）对矮秆（d）为显性，抗稻瘟病（R）对易感稻瘟病（r）为显性，两对性状独立遗传。现用一个纯合易感稻瘟病的矮秆品种（抗倒伏）与一个纯合抗稻瘟病的高秆品种（易倒伏）杂交，F2中出现既抗倒伏又抗病类型的比例为( ) A. 1/8 B. 1/16 C. 3/16 D. 3/8 4、牵牛花的红花A对白花a为显性，阔叶B对窄叶b为显性。纯合红花窄叶和纯合白花阔叶杂交的后代再与“某植株”杂交，其后代中红花阔叶、红花窄叶、白花阔叶、白花窄叶的比依次是3：1：3：1，遗传遵循基因的自由组合定律。“某植株”的基因型( ) A．aaBb B．aaBB C．AaBb D．AAbb 5、让独立遗传的黄色非甜玉米YYSS与白色甜玉米yyss杂交，得F1，F1自交得F2，在F2中得到白色甜玉米80株，那么F2中表现型不同于双亲的杂合植株应约为( ) A.160 B.240 C.320 D.480 6、白色盘状与黄色球状南瓜杂交，F1全是白色盘状南瓜，F1自交产生的F2中杂合的白色球状南瓜有3000株，则纯合的黄色盘状南瓜有多少株( ) A．1500 B．3000 C．6000 D．9000 7、下列各组杂交组合中,只能产生一种表现型子代的是( ) A.BBSsXBBSs B.BbSsXbbSs C.BbSsXbbss D.BBssXbbSS 8 A．6个亲本都是杂合体B．抗病对感病为显性 C．红种皮对白种皮为显性D．这两对性状自由组合 9、基因型Aabb与AaBb的个体杂交，按自由组合，其后代中能稳定遗传的个体占( ) A.3/8 B.1/4 C.5/8 D.1/8 10、基因型为AaBbCcDd和AABbCcDd的向日葵杂交，按自由组合定律，后代中基因为AABBCcdd 的个体所占的比例为( ) 全部为黄色圆粒。F1自交获得F2，在F2中让黄色圆粒的植株自交，统计黄色圆粒植株后代的性状分离比，理论值为（ B ） A. 24：8：3：1 B. 25：5：5：1 C. 4：2：2：1 D. 15：9：5：3
高考物理万有引力定律的应用技巧和方法完整版及练习题含解析 一、高中物理精讲专题测试万有引力定律的应用 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．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 ）2 ，16（2）速度之比为2 【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2 Mm G mg R = a 卫星 2 224a GMm m R R T π= 解得2a T =b 卫星2 2 24·4(4)b GMm m R R T π= 解得16b T = （2）卫星做匀速圆周运动，F F =引向， a 卫星2 2a mv GMm R R =
万有引力定律 典型例题解析 【例1】设地球的质量为M ，地球半径为R ，月球绕地球运转的轨道半径为r ，试证在地球引力的作用下： (1)g (2)(3)r 60R 地面上物体的重力加速度＝ ；月球绕地球运转的加速度＝；已知＝，利用前两问的结果求的值；GM R GM r g 2 2αα (4)已知r ＝3.8×108m ，月球绕地球运转的周期T ＝27.3d ，计算月球绕地球运转时的向心加速度a ； (5)已知地球表面重力加速度g ＝9.80m/s 2，利用第(4)问的计算结果， 求的值．αg 解析： (1)略；(2)略； (3)2.77×10-4； (4)2.70×10-3m/s 2 (5)2.75×10-4 点拨：①利用万有引力等于重力的关系，即＝．②利用万有引力等于向心力的关系，即＝．③利用重力等于向心力G Mm r mg G Mm r m 22α 的关系，即mg ＝ma ．以上三个关系式中的a 是向心加速度，根据题目 的条件可以用、ω或来表示．v r r T 2224r 2π
【例】月球质量是地球质量的，月球半径是地球半径的，在2181138. 距月球表面14m 高处，有一质量m ＝60kg 的物体自由下落． (1)它落到月球表面需用多少时间？ (2)它在月球上的“重力”和质量跟在地球上是否相同(已知地球表面重力加速度g 地＝9.8m/s 2)？ 解析：(1)4s (2)588N 点拨：(1)物体在月球上的“重力”等于月球对物体的万有引力，设 mg G M m R mg G M m R 22月月月地地地＝．同理，物体在地球上的“重力”等于地球对物体的 万有引力，设＝． 以上两式相除得＝，根据＝可得物体落到月球表面需用时间为＝＝×＝．月月g 1.75m /s S gt t 4s 2212 2214175S g . (2)在月球上和地球上，物体的质量都是60kg ．物体在月球上的“重力”和在地球上的重力分别为G 月＝mg 月＝60×1.75N ＝105N ，G 地＝mg 地＝60×9.8N ＝588N ． 跟踪反馈 1．如图43－1所示，两球的半径分别为r 1和r 2，均小于r ，两球质量
专题练习自由组合定律 一 .选择题（共10小题） 1 . （2015?上海）早金莲由三对等位基因控制花的长度，这三对基因分别位于三对同源染色 体上，作用相等且具叠加性.已知每个显性基因控制花长为 5mm 每个隐性基因控制花长为 2mm 花长为24mm 勺同种基因型个体相互授粉，后代出现性状分离，其中与亲本具有同等 花长的个体所占比例是（ A. 丄B.卫C. 16 2. （2015?黄 浦区一模） 验结论影响最小的 是（ A. 所选实验材料是否为纯合子 B .所选相对性状的显隐性是否易于区分 C. 所选相对性状是否受一对等位基因控制 D. 是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法 3. （2014?上海）某种植物果实重量由三对等位基因控制，这三对基因分别位于三对同源染 色体上，对果实重量的增加效应相同且具叠加性.已知隐性纯合子和显性纯合子果实重量 分别为150g 和270g .现将三对基因均杂合的两植株杂交，F 1中重量为190g 的果实所占比例 为（ ） A. 2 B.卫 C. 64 64 （2015?海南）下列叙述正确的是（ 孟德尔定律支持融合遗传的观点 孟德尔定律描述的过程发生 在有丝分裂中 按照孟德尔定律，AaBbCcD （个体自交，子代基因型有16种 按照孟德尔定律，对 AaBbCc 个体进行测交，测交子代基因型有 8种 （2013?山东）用基因型为Aa 的小麦分别进行连续自交、随机交配、连续自交并逐代淘 Aa 基因 型频率绘制曲线如图.下列 ） F 3中Aa 基因型频率为 F 2 中Aa 基因型频率为 F n 中纯合体的比例比上一代增加（吉） ■Zi D.曲线I 和W 的各子代间A 和a 的基因频率始终相等 6 . （2014?上海）一种鹰的羽毛有条纹和非条纹、黄色和绿色的差异，已知决定颜色的显性 基因纯合子不能存活.如图显示了鹰羽毛的杂交遗传，对此合理的解释是（ ① 绿色对黄色完全显性 ② 绿色对黄色不完全显性 ③ 控制羽毛性状的两对基因完全连锁 ④ 控制羽毛性状的两对基因自由组合. A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 7. （2015春？高州市校级期中）番茄高蔓（H ）对矮蔓（h ）显性，红色果实（ 实 （r ）显性，这两对基因独立遗传.纯合高蔓红果番茄和矮蔓黄果番茄杂交， 亲本不同且 能稳定遗传的个体，其基因型及比例为（ ） A. HHrr ，春 B . Hhrr ， ） D.卫 若用玉米为实验材料验证孟德尔分离定律，下列因素对得出正确实 ） 5 16 4 . A. B. C D. 5 . 汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性个体，根据各代 分析错误的是（ A.曲线n 的 B .曲线m 的 C. 曲线W 的 n+1 R ）对黄色果 F 2中表现与 i C - hhR R 事 D. hhrr ，— 3
“万有引力定律”的典型例题 例5 【例1】假如一个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，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍 D．根据上述选答B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度将 【分析】人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动时，由地球对它的引力作向心力，即 卫星运动的线速度
当卫星的轨道半径增大为原来的2倍时，由于角速度会发生变化， 错，D正确． 同理，当卫星的轨道半径增大为原来的2倍时，由于线速度的变化，卫星所需的向心力不是减为原来的1/2，而是减小到原来的1/4．B错，C正确． 【答】C、D． 【说明】物体作匀速圆周运动时，线速度、角速度、向心加速度、向心力和轨道半径间有一定的牵制关系．例如，只有当ω不变时，线速度才与半径成正比；同样，当线速度不变时，同一物体的向心力才与半径成反比．使用中不能脱离条件． 研究卫星的运动时，最根本的是抓住引力等于向心力这一关系． 【例2】估算天体的质量 【解】把卫星（或行星）绕中心天体的运动看成是匀速圆周运动，由中心天体对卫星（或行星）的引力作为它绕中心天体的向心力．根据 得 因此，只需测出卫星（或行星）的运动半径r和周期T，即可算出中心天体的质量M．
【例3】登月飞行器关闭发动机后在离月球表面112km的空中沿圆形轨道绕月球飞行，周期是120.5min．已知月球半径是1740km，根据这些数据计算月球的平均密度．（G=6.67×10-11Nm2／kg2） 【分析】要计算月球的平均密度，首先应求出质量M．飞行器绕月球做匀速圆周运动的向心力是由月球对它的万有引力提供的． 【解】根据牛顿第二定律有 从上式中消去飞行器质量m后可解得 根据密度公式有 【例4】如图1所示，在一个半径为R、质量为M的均匀球体中， 连线上、与球心相距d的质点m的引力是多大？ 【分析】把整个球体对质点的引力看成是挖去的小球体和剩余部分对质点的引力之和，即可得解．
一、选择题 1. 下列对基因型与表现型关系的叙述中，错误的 是 （ ） A. 表现型相同，基因型不一定相同 B. 基因型相同，表现型不一定相同 C. 在不同生活环境中，基因型相同，表现型一定相同 D. 在相同生活环境中，表现型相同，基因型不一定相同 2 .下列有关基因分离定律和基因自由组合定律的说法，错误的是 （ ） A. 孟德尔在研究分离定律和自由组合定律时，都用到了假说一演绎法 B. 二者揭示的都是生物细胞核遗传物质的遗传规律 C. 在生物性状遗传中，两个定律各自发生 D. 基因分离定律是基因自由组合定律的基础 3 .自由组合定律中的“自由组合”是指 （ ） A. 带有不同遗传因子的雌雄配子间的组合 B. 决定同一性状的成对的遗传因子的组合 C. 两亲本间的组合 D. 决定不同性状的遗传因子的组合 4 .在下列各项实验中，最终能证实基因的自由组合定律成立的是 （ ） A. F 1个体的自交实验 B. 不同类型纯种亲本之间的杂交实验 C. F 1个体与隐性个体的测交实验 D. 鉴定亲本是否为纯种的自交实验 5 .用纯种高茎黄子叶（DDYY ）和纯种矮茎绿子叶（ddyy ）为亲本进行杂交实验，在 R 植株及其上 结出的种子中能统计出的数据是 （ ） A. 高茎 黄子叶占3/4 B .矮茎 绿子叶占1/4 C. 高茎 黄子叶占9/16 D .矮茎 绿子叶占1/16 6. 基因型分别为ddEeFF 和DdEeff 的两种豌豆杂交，在3对等位基因各自独立遗传的条件下， 其子代表现型不同于两亲本的个体数占全部子代的 （ ） A. 1/4 B. 3/8 C. 5/8 D.3/4 7. 甜豌豆的紫花与白花是一对相对性状，由非同源染色体上的两对基因共同控制，只有当同 时存在两个显性基因（A 和B ）时花中的紫色素才能合成，下列说法正确的是 （ ） A. AaBb 的紫花甜豌豆自交，后代中紫花和白花之比为 9: T B. 若杂交后代性状分离比为 3: 5,则亲本基因型只能是 AaBb 和aaBb C. 紫花甜豌豆自交，后代中紫花和白花的比例一定是 3: 1 D. 白花甜豌豆与白花甜豌豆相交，后代不可能出现紫花甜豌豆 8. 已知某闭花受粉植物高茎对矮茎为显性，红花对白花为显性，两对性状独立遗传。用纯合的 高茎红花与矮茎白花杂交， F I 自交，播种所有的F 2,假定所有F 2植株都能成活，F 2植株开花时，拔 掉所有的白花植株，假定剩余的每株 F 2植株自交收获的种子数量相等，且 F s 的表现型符合遗传的 基本定律。从理论上讲 F 3中表现白花植株的比例为（ ） A . 1/4 B . 1/6 C . 1/8 D . 1/16 9 .多指症由显性基因控制，先天性聋哑由隐性基因控制，这两种遗传病的基因位于非同源染 色体上。一对男性患多指、女性正常的夫妇，婚后生了一个手指正常的聋哑孩子。这对夫妇再生下 D . 1/4、1/2、1/8 10. 已知水稻高秆（T ）对矮秆⑴ 为显性，抗病（R ）对感病（r ）为显性，这两对基因在非同源染色 体上。现将一株表现型为高秆、抗病的植株的花粉授给另一株表现型相同的植株，所得后代表现型 是高秆：矮秆=3: 1 ,抗病：感病=3: 1。根据以上实验结果，判断下列叙述错误的是 （ ） A. 以上后代群体的表现型有 4种 B. 以上后代群体的基因型有 9种 C 以上两株亲本可以分别通过不同杂交组合获得 D.以上两株表现型相同的亲本，基因型不相同 11. 某种药用植物合成药物 1和药物2的途径如下图所示： 基因A 和基因b 分别位于两对同源 染色体上。下列叙述不正确的是 （ ） 基因（A_） 基因（bb ） 前体物一酶→药物1—―→药物2 A. 基因型为AAbb 或Aabb 的植株能同时合成两种药物 B. 若某植株只能合成一种药物，则必定是药物 1 C. 基因型为AaBb 的植株自交，后代有 9种基因型和4种表现型 D. 基因型为AaBb 的植株自交，后代中能合成药 物 2的个体占3/16 12. 水稻的高秆（D ）对矮秆（d ）为显性，抗稻瘟病（R ）对易感稻瘟病（r ）为显性，这两对基因独立 遗传。将一株高秆抗病的植株 （甲）与另一株高秆易感病的植株 （乙）杂交，结果如下图所示。下面有 关叙述，哪一项是正确的 （ ） 75 50 25 高秆矮秆抗病易感精 A. 如只研究茎高度的遗传，图示表现型为高秆的个体中，纯合子的概率为 1/2 B. 甲、乙两植株杂交产生的子代有 6种基因型，4种表现型 C. 对甲植株进行测交，可得到能稳定遗传的矮秆抗病个体 D. 对乙植株自交，可培育出稳定遗传的高杆抗病个体 13. 南瓜果实的黄色和白色是由一对等位基因 （A 和a ） 控制的，用一株黄色果实南瓜和一株白 高二生物周末练习5――分离定律和自由组合定律 的孩子为手指正常、先天性聋哑、既多指又先天性聋哑这三种情况的可能性依次是（ ） A . 1/2、1/4、1/8 B . 1/4 、 1/8 、 1/2 C. 1/8、1/2、1/4 IOO JL 和对值(建
基因分离定律和自由组合定律经典习题 出题人：于明义 1、一株杂合的红花豌豆自花传粉共结出10粒种子，有9粒种子生成的植株开红花，第10粒种子长成的植株开红花的可能性为（） A.9/10 B.3/4 C.1/2 D.1/4 2、采用下列哪一组方法，可以依次解决①～④中的遗传学问题( ) ①鉴定一只白羊是否纯种②在一对相对性状中区分显隐性③不断提高小麦抗病品种的纯合度④检验杂种F1的基因型 A．杂交、自交、测交、测交 B．测交、杂交、自交、测交 C．测交、测交、杂交、自交 D．杂交、杂交、杂交、测交 3、大豆的白花和紫花为一对相对性状。下列四种杂交实验中，能判定性状显隐性关系的是（） ①紫花×紫花→紫花②紫花×紫花→301紫花+110白花 ③紫花×白花→紫花④紫花×白花→98紫花+107白花 A．①和③B．②和③C．③和④D．④和① 4、如图是某遗传病系谱图，该遗传病属于常染色体基因控 制的遗传病。如果Ⅲ－6与有病女性结婚，则生育有病男
孩的概率是( ) 上题中生育男孩有病的概率是（） A．1/4 B．1/3 C．1/8 D．1/6 5、一对黑色豚鼠生了2只小豚鼠(一白一黑)，若这对豚鼠再生两只小豚鼠，一黑一白的几率是（） A .1/4 B 3/8 C 3/16 D 7/16 6、某人群中某常染色体显性遗传病的发病率为19%,一对夫妇妻子患病,丈夫正常,他们所生的子女患该（） A. 10/19 B 9/19 C 1/19 D 1/2 7、一对灰翅昆虫交配产生的91只后代中,有黑翅22只,灰翅45只,白翅24只,若黑翅与灰翅昆虫交配，则后代中黑翅的比例最可能是（） A 33% B 50% C 67% D 100% 8、如图是白化病的家庭系谱图，错误的推理是 A．4号与1号的基因型相同的概率是2/3 B．4号与5号的基因型相同的概率是5/9 C．4号与白化病患者婚配，第一个孩子患病的概率是1/3 D．4号与白化病患者婚配，第一个孩子患病，第二个孩子患病的概率小于1/3 9、用基因型为Aa的小麦分别进行连续自交、随机交配、 连续自交并逐代淘汰隐性个体、随机交配并逐代淘汰隐性 个体，根据各代Aa基因型频率绘制曲线如图。下列分析错 误的是 ( ) A．曲线Ⅱ的F3中Aa基因型频率为0.4 B．曲线Ⅲ的F2中Aa基因型频率为0.4
第五讲 万有引力定律重点归纳讲练 知识梳理 考点一、万有引力定律 1. 开普勒行星运动定律 （1） 第一定律（轨道定律）：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 （2） 第二定律（面积定律）：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。 （3） 第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值都相等，表达式： k T a =23 。其中k 值与太阳有关，与行星无关。 （4） 推广：开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运转，也适用于卫星绕地球运转。当卫星绕行星旋转时，k T a =2 3 ，但k 值不同，k 与行星有关，与卫星无关。 （5） 中学阶段对天体运动的处理办法： ①把椭圆近似为园，太阳在圆心；②认为v 与ω不变，行星或卫星做匀速圆周运动； ③k T R =2 3 ，R ——轨道半径。 2. 万有引力定律 （1） 内容：万有引力F 与m 1m 2成正比，与r 2 成反比。 （2） 公式：2 21r m m G F =，G 叫万有引力常量，2211 /10 67.6kg m N G ??=-。 （3） 适用条件：①严格条件为两个质点；②两个质量分布均匀的球体，r 指两球心间的距离；③一个均匀球体和球外一个质点，r 指质点到球心间的距离。 （4） 两个物体间的万有引力也遵循牛顿第三定律。 3. 万有引力与重力的关系 (1) 万有引力对物体的作用效果可以等效为两个力的作用，一个是重力mg ，另一个是物体随地球自转所需的向心力f ，如图所示。 ①在赤道上，F=F 向+mg ，即R m R Mm G mg 22 ω-=； ②在两极F=mg ，即mg R Mm G =2 ；故纬度越大，重力加速度越大。 由以上分析可知，重力和重力加速度都随纬度的增加而增大。 (2) 物体受到的重力随地面高度的变化而变化。在地面上，2 2 R GM g mg R Mm G =?=；在地球表面高度为h 处： 22)()(h R GM g mg h R Mm G h h +=?=+，所以g h R R g h 2 2 ) (+=，随高度的增加，重力加速度减小。 考点二、万有引力定律的应用——求天体质量及密度 1．T 、r 法：2 3 2224)2(GT r M T mr r Mm G ππ=?=，再根据3 23 33,34R GT r V M R V πρρπ=?== ，当r=R 时，2 3GT πρ= 2．g 、R 法：G g R M mg R Mm G 22 = ?=，再根据GR g V M R V πρρπ43,3 43=?== 3．v 、r 法：G rv M r v m r Mm G 2 22 =?=
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万有引力定律练习题 一．选择题（共8小题） 1．(2018?榆林一模）2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示．关于航天飞机的运动,下列说法中不正确的有（） A．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度 B．在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能 C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度 2．(2018?江西模拟）北斗卫星导航系统由一组轨道高低不同的人造地球卫星组成。高轨道卫星是地球同步卫星，其轨道半径约为地球半径的6.6倍。若某低轨道卫星的周期为12小时,则这颗低轨道卫星的轨道半径与地球半径之比约为（) A．4。2 B．3.3 C．2.4 D．1.6 3．（2018?海南）土星与太阳的距离是火星与太阳距离的6倍多。由此信息可知（） A．土星的质量比火星的小 B．土星运行的速率比火星的小 C．土星运行的周期比火星的小 D．土星运行的角速度大小比火星的大 4．(2018?高明区校级学业考试)如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动,如图所示.从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为θ1,金星转过的角度为θ2（θ1、θ2均为锐角），则由此条件可