2018_2019学年高中物理第六章万有引力与航天课时自测(3).docx

6.4 万有引力理论的成就课时自测基础达标1.已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T,仅利用这三个数据,可以估算出的物理量有()A.月球的质量B.地球的质量C.地球的半径 D.地球的密度【解析】选B。由天体运动规律知,G=mR可得,地球质量M=,由于不知地球的半径,无法求地球的密度,故选项B正确。2.一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行,要测定该行星的密度,仅仅需要()A.测定飞船的运行周期B.测定飞船的环绕半径C.测定行星的体积D.测定飞船的运行速度【解析】选A。取飞船为研究对象,由G=mR及M=R3,知=,故选A。【补偿训练】 (多选)(2016海南高考)通过观测冥王星的卫星,可以推算出冥王星的质量。假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动,除了引力常量外,至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。这两个物理量可以是()A.卫星的速度和角速度B.卫星的质量和轨道半径C.卫星的质量和角速度D.卫星的运行周期和轨道半径【解析】选A、D。根据线速度和角速度可以求出半径r=,根据万有引力提供向心力:=m,整理可以得到:M=,故选项A正确,B、C错误;若知道卫星的周期和半径,则=m()2r,整理得到:M=,故选项D正确。3.过去几千年来,人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内,行星“51 pegb”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 pegb”绕其中心恒星做匀速圆周运动,周期约为4天,轨道半径约为地球绕太阳运动半径的,该中心恒星与太阳的质量比约为()A.B.1C.5D.10【解析】选B。研究行星绕某一恒星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力知:=mr ,解得M=; “51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动,周期约为4天,轨道半径约为地球绕太阳运动半径的,所以该中心恒星与太阳的质量比约为1,选项B正确。4.若将地球同步卫星和月球绕地球的运动均视为匀速圆周运动,下列相关说法正确的是()A.月球的周期比同步卫星的周期小B.月球的角速度比同步卫星的角速度大C.月球的线速度比同步卫星的线速度大D.月球的向心加速度比同步卫星的向心加速度小【解析】选D。因为地球同步卫星的轨道半径大约为3.6107m,小于月球的轨道半径;卫星绕地球圆周运动的向心力由万有引力提供, G=m=mr=ma=mr2;则周期T=,可知半径大则周期大,因此月球的周期比同步卫星的周期大,故选项A错误;角速度=,因为月球轨道半径大于同步卫星轨道半径,故月同,故B错误;线速度v=,因为月球轨道半径大于同步卫星轨道半径,则月球的线速度比同步卫星的线速度小,故C错误;a=,因为月球轨道半径大于同步卫星轨道半径,故a月a同,故D正确。5.为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量M。已知地球半径R=6.4106m,地球质量m=61024kg,日地中心距离r=1.51011m,地球表面处的重力加速度g=10 m/s2,1年约为3.2107s,试估算目前太阳的质量M(保留一位有效数字,引力常量未知)【解析】设T为地球绕太阳运动的周期,则由万有引力定律和动力学知识得G=mr对地球表面物体m又有mg=两式联立得M=,代入数据得M=21030kg。答案:21030kg【补偿训练】经天文学家观察,太阳在绕着银河系中心(银心)的圆形轨道上运行,这个轨道半径约为3104光年(约等于2.81020 m),转动一周的周期约为2亿年(约等于6.31015 s)。太阳做圆周运动的向心力是来自位于它轨道内侧的大量星体的引力,可以把这些星体的全部质量看作集中在银河系中心来处理问题。用给出的数据来计算太阳轨道内侧这些星体的总质量(G=6.6710-11 Nm2/kg2)。【解析】假设太阳轨道内侧这些星体的总质量为M,太阳的