高考物理一轮复习第五章万有引力与航天第1讲万有引力定律与天体运动课件

1 高一物理第六章万有引力定律测试

一、选择题

1、下面关于万有引力的说法中正确的是( )

A.万有引力是普遍存在于宇宙空间中所有具有质量的物体之间的相互作用

B.重力和引力是两种不同性质的力

C.当两物体间有另一质量不可忽略的物体存在时，则这两个物体间万有引力将增大

D.当两个物体间距为零时，万有引力将无穷大

2、地球表面的重力加速度为g0，物体在距地面上方3R处(R为地球半径)的重力加速度为g，那么两个加速度之比g／g0等于 ( )

A.1:1 B.1:4 C.1:9 D.1:16

3、某球状行星具有均匀的密度ρ，若在赤道上随行星一起转动的物体对行星表面的压力恰好为零，则该行星自转周期为(万有引力常量为G) ( )

4.3GA 3.4GB 3.CG .DG

4、设地球的质最为M，半径为R，自转角速度为ω，万有引力常量为G，同步卫星离地心高度为r，地表重力加速度为g，则同步卫星的速度v：①v=ωr；②GMvr；③3vGM；④gvRr．其中正确的是( )

A.① B.①② C.①②③ D.①②③④

5、启动卫星的发动机使其速度加大，待它运动到距离地面的高度比原来大的位置，再定位使它绕地球做匀速圆周运动成为另一轨道的卫星，该卫星后一轨道与前一轨道相比( )

A.速率增大 B.周期增大

C.向心力增大 D.加速度增大

6、1999年5月10日，我国成功地发射了“一箭双星”，将“风云1号”气象卫星和“实验5号”科学实验卫星送入离地面870km的轨道，已知地球半径为6400km，这两颗卫星的

运动速度约为( )

A.11.2km／s B.7.9km／s C.7.4km／s D.2.1km／s

7、已知地球和火星的质量之比:8:1MM地火，半径比:2:1RR地火，地球表面重力加速度为10 m／s2 ，地球表面动摩擦因数均为O.5，用一根绳在地球上拖动一个箱子，箱子能获得10m／s2的最大加速度，将此箱和绳送上火星表面，仍用该绳子拖动木箱，则木箱产生的最大加速度为( )

第4讲 万有引力与航天

1.

图4－4－4

三颗人造地球卫星A、B、C在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，已知RA＜RB＜RC.若在某一时刻，它们正好运行到同一条直线上，如图4－4－4所示．那么再经过卫星A的四分之一周期时，卫星A、B、C的位置可能是(

)

答案：C

2．(2009·全国Ⅰ，19)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＝6.67×10－11 N·m2/kg2，由此估算该行星的平均密度约为( )

A．1.8×103 kg/m3 B．5.6×103 kg/m3 C．1.1×104 kg/m3 D．2.9×104 kg/m3

解析：近地卫星绕地球做圆周运动时，所受万有引力充当其做圆周运动的向心力，即：GMmR2＝m2πT2R，由密度、质量和体积关系M＝ρ·43πR3解两式得：ρ＝3πGT2≈5.60×103 kg/m3.由已知条件可知该行星密度是地球密度的25/4.7倍，即ρ＝5.60×103×254.7 kg/m3＝2.9×104 kg/m3.

答案：D

3．质量相等的甲、乙两颗卫星分别贴近某星球表面和地球表面围绕其做匀速圆周运动，已知该星球和地球的密度相同，半径分别为R和r，则( )

A．甲、乙两颗卫星的加速度之比等于R∶r

B．甲、乙两颗卫星所受的向心力之比等于1∶1

C．甲、乙两颗卫星的线速度之比等于1∶1

D．甲、乙两颗卫星的周期之比等于R∶r

解析：由F＝GMmR2和M＝ρ43πR3可得万有引力F＝43GπRmρ，又由牛顿第二定律F＝ma可得，A正确．卫星绕星球表面做匀速圆周运动时，万有引力等于向心力，因此B错误．由F＝43GπRmρ，F＝mv2R可得，选项C错误．由F＝43GπRmρ，F＝mR4π2T2可知，周期之比为1∶1，故D错误．

选择题专练卷(四) 万有引力定律 天体运动

一、单项选择题

1．(2014·潍坊模拟)截止到2011年9月，欧洲天文学家已在太阳系外发现50余颗新行星，其中有一颗行星，其半径是地球半径的1.2倍，其平均密度是地球0.8倍。经观测发现：该行星有两颗卫星a和b，它们绕该行星的轨道近似为圆周，周期分别为9天5小时和15天12小时，则下列判断正确的是( )

A．该行星表面的重力加速度大于9.8 m/s2

B．该行星的第一宇宙速度大于7.9 km/s

C．卫星a的线速度小于卫星b的线速度

D．卫星a的向心加速度小于卫星b的向心加速度

2．一位同学为了测算卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的环绕速度，提出了如下实验方案：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度h，已知月球的半径为R，便可测算出绕月卫星的环绕速度。按这位同学的方案，绕月卫星的环绕速度为( )

A．v02hR B．v0h2R

C．v02Rh D．v0R2h

3．(2014·皖南八校联考)2012年6月24日，航天员刘旺手动控制“神舟九号”飞船完成与“天宫一号”的交会对接，形成组合体绕地球圆周运动，速率为v0，轨道高度为340 km。“神舟九号”飞船连同三位宇航员的总质量为m，而测控通信由两颗在地球同步轨道运行的“天链一号”中继卫星、陆基测控站、测量船，以及北京飞控中心完成。下列描述错误的是( )

A．组合体圆周运动的周期约1.5 h

B．组合体圆周运动的线速度约7.8 km/s

C．组合体圆周运动的角速度比“天链一号”中继卫星的角速度大

D．发射“神舟九号”飞船所需能量是12mv20

4．“北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成。地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍，下列说法中正确的是( )

第 1 页 共 6 页 备战2012届高考物理一轮复习揭秘系列讲义：揭秘11 万有引力与航天（人教版）

高频考点：航天器发射和返回、地球同步卫星、宇宙探测

动态发布：2011四川理综卷第19题、2010全国理综2第21题、2011全国理综卷第19题、2010江苏物理第6题、2010安徽理综第17题、2010福建理综第14题、2010浙江理综卷第20题、2011浙江理综卷第19题、2011天津理综卷第8题、2011福建理综物理第13题

命题规律：万有引力与航天与现代航天技术联系密切，是高考考查的重点，高考命题常以新情境来考查，而且经常与其他知识综合出题，难度中等。

命题分析

考查方式一 航天器的发射和返回

【命题分析】航天器向前喷气减速后返回。高考对航天器发射和返回的考查的知识点主要有超重和失重、牛顿运动定律、功能关系等。

例1.（2011四川理综卷第19题）如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则

A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小

B.返回舱在喷气过程中减速的住要原因是空气阻力

C返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功

D.返回舱在喷气过程中处于失重状态

【解析】：火箭开始喷气瞬间返回舱受到向上的反冲力，伞绳对返回舱的拉力变小，选项A正确；返回舱在喷气过程中减速的主要原因是返回舱受到的气体的反作用力，选项B错误；返回舱在喷气过程中做减速直线运动，加速度向上，所受合外力一定做负功，一定处于超重状态，选项CD错误。

【答案】：A

【点评】此题考查牛顿运动定律及其相关知识。

考查方式二 地球同步卫星

【命题分析】卫星绕地球的运动，万有引力提供向心力。卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道平面一定过地心，轨道半径等于卫星与地心的距离。地球同步卫星的轨道一定与赤道共面，其周期等于地球自转周期。卫星问题是高考热点，解决卫星问题的方法是，根据题述条件及物理情景，应用相关规律列出相应方程联立解得。高考对地球同步卫星的考查难度中等。