教科版高中物理必修二第三章第2节万有引力定律巧用万有引力定律条件解题同步练习(含解析)

第七章 万有引力与宇宙航行2 万有引力定律基础过关练题组一 对太阳与行星间引力的理解1.(多选)根据开普勒行星运动定律和圆周运动知识知:太阳对行星的引力F ∝mr 2,行星对太阳的引力F'∝Mr2,其中M 、m 、r 分别为太阳、行星的质量和太阳与行星间的距离。

下列说法正确的是( ) A.由F ∝mr2和F'∝Mr2知F ∶F'=m ∶MB.F 和F'大小相等,是一对作用力与反作用力C.F 和F'大小相等,是同一个力D.太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力2.(多选)关于太阳与行星间的引力,下列说法中正确的是( )A.由于地球比木星离太阳近,所以太阳对地球的引力一定比对木星的引力大B.行星绕太阳沿椭圆轨道运动时,在从近日点向远日点运动时所受引力变小C.由F=GM 太m r 2可知G=Fr 2M 太m,由此可见G 与F 和r 2的乘积成正比,与M 太和m 的乘积成反比D.行星绕太阳运动的椭圆轨道可近似看成圆轨道,行星做圆周运动的向心力来源于太阳对行星的引力题组二 对万有引力定律的理解3.(2020河北唐山十一中高二上期中)(多选)关于物体间的万有引力的表达式F=Gm 1m 2r 2,下列说法正确的是( )A.公式中的G 是引力常量,它是由实验得出的,而不是人为规定的B.当两物体间的距离r 趋于零时,万有引力趋于无穷大C.两个物体间的万有引力总是大小相等的,而与m 1和m 2是否相等无关D.两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相反的,是一对平衡力4.(2019北京东城高一上期末)两个质点之间万有引力的大小为F,如果将这两个质点之间的距离变为原来的2倍,那么它们之间万有引力的大小变为( ) A.2FB.4FC.F2D.F45.(2019广东佛山高一下期中)如图所示,O1、O2两球间的距离为r,两球的质量分布均匀,大小分别为m1、m2,半径分别为r1、r2,则两球间的万有引力大小为( )A.G m1m2r2B.G m1m2r12C.G m1m2(r1+r2)2D.G m1m2(r1+r2+r)26.(2019福建泉州高一下期末)(多选)要使两物体间的万有引力减小到原来的14,下列办法可采用的是( )A.使两物体的质量各减小一半,距离不变B.使其中一个物体的质量减小到原来的14,距离不变C.使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变D.使两物体间的距离和它们的质量都减为原来的14题组三万有引力和重力的关系7.关于万有引力F=G m1m2r2和重力,下列说法正确的是( )A.公式中的G是一个比例常数,没有单位B.到地心距离等于地球半径2倍处的重力加速度为地面重力加速度的14C.相互作用的两物体受到的万有引力是一对平衡力D.若两物体的质量不变,它们间的距离减小到原来的一半,它们间的万有引力也变为原来的一半8.(2020浙江杭州余杭第二高级中学高一下月考)设地球表面的重力加速度为g0,物体在距离地球表面3R(R是地球的半径)处,由于地球的作用而产生的加速度为g,则gg0为( )A.1B.19C.14D.1169.(2020四川石室中学高三期中)研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。

习题课:天体运动的三类问题A级必备知识基础练1.(湖南长沙湖南师大附中高一期末)“神舟十四号”在轨期间将开展24项航天医学实验,此项活动对航天医学领域有着重要意义。

已知“神舟十四号”的运行轨道距离地面约为400 km,距离地心约为1.06倍地球半径,可以近似看成圆周运动。

同步卫星距离地心约为6.6倍地球半径,下列说法正确的是( A )A.“神舟十四号”在轨运行的角速度比同步卫星大B.“神舟十四号”在轨运行的线速度比同步卫星小C.“神舟十四号”相对地面保持相对静止D.“神舟十四号”在轨的运行速度大于第一宇宙速度,小于第二宇宙速度,由万有引力提供向心力可得G Mm r2=mω2r=m v2r,解得ω=√GMr3,v=√GMr,“神舟十四号”的轨道半径较小,相应角速度、线速度均较大,A正确,B错误;由万有引力提供向心力可得GMm r2=mr4π2T2,解得T=√4π2r3GM,同步卫星相对地面保持相对静止,而“神舟十四号”运行周期小于同步卫星,不可能相对地面保持静止,C错误;当r=R 时,卫星的环绕速度等于第一宇宙速度,而“神舟十四号”轨道半径略大于地球半径,运行速度必然略小于第一宇宙速度,D错误。

2.(辽宁三模)10月16日“神舟十三号”搭载着三位中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富进入太空,经历了创纪录的在轨183天,终于在4月16日结束了漫长的太空飞行,返回祖国大地。

已知中国空间站离地高度为地球半径的116,地球表面重力加速度为g,地球半径为R,则下列说法错误的是( C )A.航天员在空间站内处于完全失重状态B.中国空间站的绕行速度大于地球赤道表面物体的速度C.中国空间站的角速度为ω=√163gRD.中国空间站的周期为T=17π32√17Rg,自身重力提供向心力,处于完全失重状态,故A正确,与题意不符;根据GMmr2=m v2r,解得v=√GMr,可知空间站的绕行速度大于地球同步卫星的绕行速度,根据v=ωr可知,地球同步卫星的绕行速度大于地球赤道表面物体的速度,则中国空间站的绕行速度大于地球赤道表面物体的速度,故B正确,与题意不符;根据GMm(R+R16)2=mω2(R+R16)=m4πT22(R+R16),又GMmR2=mg,解得ω=√163g173R,T=17π32√17Rg,故C错误,与题意相符,D正确,与题意不符。

时,卫星做离心运动。Biblioteka 2.实例分析:高轨道卫星的发射
(1)发射过程。
如图所示,发射卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道Ⅰ,在Q点点火加速做离
心运动进入椭圆轨道Ⅱ,在P点点火加速,使其满足
道Ⅲ做圆周运动。
地
2
2
=m

,进入圆轨
(2)三个轨道上运行参量大小的比较。
①速度:设卫星在圆轨道Ⅰ和Ⅲ上运行时的速率分别为v1、v3,在椭圆轨道
重难探究•能力素养全提升
探究一
卫星变轨问题
【情境探究】
“嫦娥五号”从地球上发射到绕月球运动的飞行示意图如图所示,请思考:从
绕地球运动的轨道进入奔月轨道,飞船应采取什么措施?从奔月轨道进入
月球轨道,又采取什么措施?
要点提示 从绕地球运动的轨道上加速,使飞船做离心运动,飞船转移到奔
月轨道;要进入月球轨道,飞船应减速。
超巨星做圆周运动的线速度 v=ωr2,由于 m1 变大,r2 变大,使得超巨星的线速
度变大,故 A 正确,B 错误;超巨星的周期
的引力
1 2
F=G 2 ,在
2π
T= ,保持不变,故
C 错误;两星之间
m1 与 m2 之和保持不变的前提下,m1 变大,因此它们之间
的万有引力变大,故 D 错误。
轨,如图所示,“天问一号”先沿轨道Ⅰ绕火星做匀速圆周运动,再在A点开始
变轨后进入环绕火星的椭圆轨道Ⅱ运动。“天问一号”(
B
)
A.由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要在A点加速
B.在轨道Ⅱ上A点的速度小于B点的速度
C.在轨道Ⅰ上的运行周期小于在轨道Ⅱ上的运行周期
D.在轨道Ⅰ上经过A点时的加速度大于在轨道Ⅱ上经过A点时的加速度

第五章第1节曲线运动1.答：如图6－12所示，在A、C位置头部的速度与入水时速度v方向相同；在B、D位置头v方向相反。

2.答：汽车行驶半周速度方向改变180°。

汽车每行驶10s，速度方向改变30°，速度矢量示意图如图6－13所示。

3.答：如图6－14所示，AB段是曲线运动、BC段是直线运动、CD段是曲线运动。

第2节质点在平面内的运动1.解：炮弹在水平方向的分速度是v x＝800×cos60°＝400m/s;炮弹在竖直方向的分速度是v y＝800×sin60°＝692m/s。

如图6－15。

2.解：根据题意，无风时跳伞员着地的速度为v2，风的作用使他获得向东的速度v1，落地速度v为v2、v1的合速度，如图6－15所示， 6.4/v m s===，与竖直方向的夹角为θ，tanθ＝0.8，θ＝38.7°3.答：应该偏西一些。

如图6－16所示，因为炮弹有与船相同的由西向东的速度v1，击中目标的速度v是v1与炮弹射出速度v2的合速度，所以炮弹射出速度v2应该偏西一些。

4.答：如图6－17所示。

第3节抛体运动的规律1.解：（1）摩托车能越过壕沟。

摩托车做平抛运动，在竖直方向位移为y＝1.5m＝212gt经历时间0.55t s===在水平方向位移x＝v t＝40×0.55m＝22m＞20m所以摩托车能越过壕沟。

一般情况下，摩托车在空中飞行时，总是前轮高于后轮，在着地时，后轮先着地。

（2）摩托车落地时在竖直方向的速度为v y＝gt＝9.8×0.55m/s＝5.39m/s摩托车落地时在水平方向的速度为v x＝v＝40m/s摩托车落地时的速度/40.36/v s m s===摩托车落地时的速度与竖直方向的夹角为θ，tanθ＝vx／v y＝405.39＝7.422.解：该车已经超速。

零件做平抛运动，在竖直方向位移为y＝2.45m＝212gt经历时间0.71t s===，在水平方向位移x＝v t＝13.3m，零件做平抛运动的初速度为：v＝x／t＝13.3／0.71m/s＝18.7m/s＝67.4km/h＞60km/h所以该车已经超速。