xx届高考物理第一轮精编复习资料016

1 / 11 XX 届高考物理第一轮精编复习资料 016 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址 万有引力理论的成就 【学习目标】 1了解万有引力定律在天文学上的应用 2会用万有引力定律计算天体的质量和密度 3掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法 能力目标 通过求解太阳 .地球的质量，培养学生理论联系实际的运用能力 德育目标 通过介绍用万有引力定律发现未知天体的过程，使学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辨证唯物主义观点 【自 主学习】 一 .天体质量的估算 对一个物体的物理特性进行测量的方法主要有两种：直接测量和间接测量。而直接测量往往很困难，无法测出结果，所以间接测量就成为一种非常有用的方法，但间接测量需要科学的方法和科学理论作为依据。 2 / 11 求天体质量的方法主要有两种 :一种方法是根据重力加速度求天体质量 ,即引力 =重力 mg=Gmm/R2;另一种方法是根据天体的圆周运动 ,即其向心力由万有引力提供 , 1某行星的一颗小卫星在半径为 r 的圆轨道上绕行星运行，运行的周期是 T。已知引力常量为 G，这个行星的质量 m= 2.已知地球表面的 重力加速度为 g,引力常量为 G,地球半径为 R,则地球质量 m= 二 .发现未知天体 关于万有引力定律应用于天文学研究上的事实 ,下列说法中正确的是 () A.天王星 .海王星和冥王星都是运用万有引力定律 ,经过大量计算以后发现的 B.在 18 世纪已发现的 7 个行星中，人们发现第七个行星天王星的运动轨道总是根据万有引力定律计算出来的理论轨道有较大的偏差 ,于是有人推测在天王星轨道外还有一个行星 ,是它的存在引起上述偏差 . c.海王星是运用万有引力定律 ,经过大量计算以后发现的 D.冥王星是英国的亚当斯和法国的勒维列运 用万有引力定律 ,经过大量计算以后发现的 【典型例题】 解决天体运动问题的基本思路 3 / 11 很多天体运动都可以近似地看成圆周运动，其向心力由万有引力提供 例 1已知太阳光从太阳射到地球需时间 500s,地球公转轨道可近似看成圆轨道 ,地球半径为 6400km,试计算太阳质量 m与地球质量 m 之比 ? 跟踪练习所有行星绕太阳运转其轨道半径的立方和运转周期的平方的比值即 r3/T2=k,那么 k 的大小决定于 () A.只与行星质量有关 B.只与恒星质量有关 c.与行星及恒星的质量都有关 D.与恒星质量及行星的速率有 关 地球表面物体的重力近似等于物体受到地球的引力 例 2某物体在地面上受到的重力为 160N,将它放置在卫星中 ,在卫星以 a=1/2g 随火箭向上加速度上升的过程中 ,当物体与卫星中的支持物的相互挤压力为 90N 时 ,求此时卫星距地球表面有多远 ?（地球半径 R=103km,g=10m/s2 ） 估算天体的密度 例 3一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的行星 ,并进入靠近该行星表面的圆形轨道 ,宇航员进行预定的考察工作 ,宇航员能不能仅用一只表通过测定时间来测定该行星的密度 ?说明理由及推导过程 . 4 / 11 双星问题 例 4两个星球组成双星 ,它们在相互之间的万有引力作用下 ,绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动 ,现测得两星中心距离为 R,其运动周期为 T,求两星的总质量 ? 答案自主学习 1m=42r3/GT22m=gR2/GBc 例 13105B 例 km 例 3=3/GT2 例 442r3/GT2 【能力训练】 一、选择题 1设在地球上和在 x 天体上，以相同的初速度竖直上抛一物体，物体上升的最大高度比为 k(均不计阻力 )，且已知地球和 x 天体的半径比也为 k，则地球质量与 x 天体的质量比为 ( ) A 1B kc k2D 1/k 2 (1988 年 全国高考 )设地球表面重力加速度为 g0，物体在距离地心 4R(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 g/g0为 ( ) 1 1/9 1/4 1/16 3对于万有引力定律的数学表达式 F，下列说法正确的是 ( ) 公式中 G 为引力常数，是人为规定的 5 / 11 r 趋近于零时，万有引力趋于无穷大 m1、 m2 之间的万有引力总是大小相等，与 m1、 m2的质量是否相等无关 m1、 m2 之间 的万有引力总是大小相等方向相反，是一对平衡力 4地球的半径为 R，地球表面处物体所受的重力为 mg，近似等于物体所受的万有引力关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是 ( ) 离地面高度 R 处为 4mg 离地面高度 R 处为mg/2 离地面高度 3R 处为 mg/3 离地心 R/2 处为 4mg 5物体在月球表面的重力加速度是在地球表面的重力加速度的 1/6，这说明了 ( ) A地球的半径是月球半径的 6 倍 B地球的质量是月球质量的 6 倍 c月球吸引地球的力是地 球吸引月球的力的 1/6 D物体在月球表面的重力是其在地球表面的重力的 1/6 6关于天体的运动，下列叙述正确的是 ( ) A地球是静止的，是宇宙的中心 B太阳是宇宙的中心 c地球绕太阳做匀速圆周运动 D九大行星都绕太阳6 / 11 运动，其轨道是椭圆 7太阳表面半径为 R ，平均密度为 ，地球表面半径和平均密度分别为 R 和 ，地球表面附近的重力加速度为 g0，则太阳表面附近的重力加速度 g( ) A B g0 c g0D g0 8假设火星和地球都是球体，火星质量 m 火和地球质量 m 地之比为 m 火 /m 地 p，火星半径 R 火和地球半径 R 地之比为 R 火 /R 地 q，那么火星表面处的重力加速度 g 火和地球表面处的重力加速度 g 地之比 g 火 /g地等于 ( ) A p/q2B pq2 c p/qD pq 二、非选择题 9已知地球表面重力加速度为 g，地球半径为 R，万有引力恒量为 G，用以上各量表示地球质量 m _ 10已知地球半径约为 106m ，又知月球绕地球的运动可近似看做圆周运动，则可估算出月球到地心的距离为_m (结果保留一位有效数字 ) 11火星的半径是地球半径的一半，火星质量约为地球质量的 1/9，那么地球表面质量为 50kg的物体受到地球的吸引力约是火星表面同质量的物体受到火星吸引力的 _倍 12假如地球自转速度达到使赤道上的物体 “ 飘 ” 起来(即完全失重 )，那么地球上一天等于多少小时？ (地球半径7 / 11 取 106m) 13飞船以 a g/2 的加速度匀加速上升，由于超重现象，用弹簧秤测得质量为 10kg的物体重量为 75N由此可知，飞船所处位置距地面高度为多大？ (地球半径为 6400km， g 10m/s2) 14两颗靠得很近的恒星，必须各以一定的速率绕它们连线上某一点转动，才不至于由于万有引力的作用而将它们吸引到一起已知这两颗恒星的质量为 m1、 m2，相距 L，求这两颗恒星的转动周期 【学后反思】 _。 参考答案 一、选择题 1解析： mg G， g GH， g 8 / 11 两式联立求解得： mm k1 答案： B 2解析：本题考查万有引力定律的简单应用地球表面处的重力加速度和在离地心高 4R 处的加速度均由地球对物体的万有引力产生，所以有 F G mg， 答案： D 3 c 4 解析： F mg G， F mg G， F F mg故 c选项正确 答案： c 5 D 6 D 7 解析： mg0 G ， g0 G GR3/R2 ， g0 GR同理可得 g GR 故 g g0，则 c 选项正确 答案： c 8解析：由 G mg，得 g 所以， ()2 P/q2 答案： A 9 / 11 二、非选择题 9解析：地球表面上物体重力等于地球对物体的万有引力，即 mg G 所以 m 答案： 10解析：地球对月球的万有引力提供月 球绕地球运转所需的向心力，月球绕地球运转的周期为 27天，即 G mr T 27243600s G mg 由 、 两式可得 r 4108m 答案： 4108 11解析：物体受地球的吸引力为 F G 物体受火星的吸引力为 F G 两式相除得 答案： 12解析：由万有引力提供向心力，则 G mg m2R mR 所以 T 2 2 10 / 11 2s 16102s h 答案： 13解析：该题应用第二定律和万有引力的知识来求解，设物体所在位置高度为 h，重力加速度为 g ，物体在地球表面重力加速度为 g，则 F-mg ma g G g G 由