万有引力定律练习卷1.doc

导学案编号BX3020知识点：必修二第三章第2节 万有引力定律练习卷编写 高一物理备课组 杜康万有引力定律练习卷【学习目标】 1、知道有关万有引力定律的相关物理学史2、掌握并利用第一个近似：，及黄金代换的正确使用条件；3、掌握并利用第二个近似：天体运动近似匀速圆周运动，会求不同天体的第一宇宙速度。4、理解三大宇宙速度的确切含义；掌握同步卫星的相关知识。【学习方法】 总结，类别【知识回顾】 1、开普勒三大定律（开普勒在第谷的实验观测数据基础上归纳总结的，背景是日心说。）（1）轨道定律：天体运动的轨道为椭圆；（2）面积定律：天阳与行星的连线相等时间扫过的面积相等；（3）周期定律：（也可以利用万有引力定律反推出来），比例常数与哪些因素有关？利用万有引力定律推导出来。推导过程：hRM2、第一个近似：重力近似等于万有引力表面A处：（g为表面重力加速度）高空B处：（为在B处的重力加速度）温馨提示：看到题目当中已知条件有表面重力加速度g，马上想到黄金代换式。3、第二个近似：天体运动近似认为是匀速圆周运动，万有引力定律提供向心力，即，得到，得到得到总结：r增到T变大，其他量变小。（这5个量，一变全变）几个应用：（1）求解第一宇宙速度（两种方法）得到（g为地球表面重力加速度，R为地球半径）得到三大宇宙速度（最小发射速度）第一宇宙速度（环地）最小发射速度，最大环绕速度；第二宇宙速度（环日）最小发射速度；第三宇宙速度（脱日）最小发射速度；（2）求解中心天体的质量M具备条件：轨道半径r和运动情况（）表达式：（3）同步卫星：周期：T=24h轨道：在赤道上空h=36000km，轨道平面与迟到平面重合，所有的同步卫星都在同一轨道运动。（4）卫星变轨问题：低轨道向高轨道运动点火加速离心运动高轨道向低轨道运动制动减速近心运动不同轨道的相切点，加速度相等。【选择题】1、（单选）在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法中不正确的是（ ）A伽利略首先将实验事实和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来B笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献C开普勒通过研究行星观测记录，发现了行星运动三大定律D牛顿总结出了万有引力定律并用实验测出了引力常量2、（单选）下列说法正确的是（ ）A经典力学不适用于宏观低速运动B伽利略发现了万有引力定律C牛顿通过实验测出了万有引力常量D开普勒对第谷的几千个观察数据经过长期研究得出了行星运行三定律 3、（单选）从天文望远镜中观察到银河系中有两颗行星绕某恒星运行，两行星的轨道均为椭圆，观察测量到它们的运行周期之比为81，则它们椭圆轨道的半长轴之比为（ ）A21 B41 C81 D14 4、（单选）一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星运转的周期是（ ）A4年 B6年 C8年 D年5、（单选）“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的原形轨道距月球表面分别约为200km和100km，运动速率分别为和，那么与的比值为（月球半径取1700km）（ ） A B C D6、（单选）由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（ ）A质量相同 B轨道平面可以不同C速度一定小于第一宇宙速度 D轨道半径可以不同7、（单选）在地面上发射飞行器，如果发射速度大于7.9 km/s而小于11.2 km/s，则它将A围绕地球做圆周运动 B围绕地球做椭圆运动C挣脱地球的束缚绕太阳运动 D挣脱太阳的束缚飞离太阳系8、（多选）如图中的圆a、b、c,其圆心均在地球的自转轴线上，b、c的圆心与地心重合，对卫星环绕地球做匀速圆周运动而言( )A.卫星的轨道可能为a B.卫星的轨道可能为bC.卫星的轨道可能为c D.同步卫星的轨道只可能为b9、（双选）物体在地面附近绕地球做圆周运动时的速度就叫做第一宇宙速度。关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（ ）A第一宇宙速度大小约为11.2 km/sB第一宇宙速度是人造卫星绕地球运动的最小运行速度C第一宇宙速度是使人造卫星绕地球运动所需的最小发射速度D若已知地球的半径和地球表面的重力加速度，便可求出第一宇宙速度 10、（单选）2011年11月3日1时43分，中国自行研制的“神舟八号” 飞船与“天宫一号”目标飞行器在距离地球343km的轨道上实现自动对接，为未来空间站建设迈出了关键一步。假如“神舟八号”与“天宫一号”的质量相等，对接前它们环绕地球分别做匀速圆周运动的运行轨道如右图所示，则以下说法中不正确的是A对接前的运行周期，“天宫一号”比“神舟八号”小B对接前的线速度，“天宫一号”比“神舟八号”小C对接前的向心加速度，“天宫一号”比“神舟八号”小D“神舟八号”需先点火加速才有可能与“天宫一号”实现对接11、（单选）2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33”卫星在西伯利亚上空约805 km处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境。假定有质量相等的甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是（ ）A甲的运行周期一定比乙的短 B甲距地面的高度一定比乙的高C 甲的向心力一定比乙的小 D甲的角速度一定比乙的小12、（双选）在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A、B、C，在某一时刻恰好在同一直线上，则 A根据，可知B向心加速度C根据万有引力定律，有 D运动一周后，A先回到原点13、（单选）卫星甲、乙、丙在如图所示的三个椭圆轨道上绕地球运行，卫星甲与卫星乙的运行轨道在P点相切不计大气阻力以下说法正确的是 A卫星甲运行时的周期最大B卫星乙运行时的角速度最大C卫星丙的加速度始终大于卫星乙的加速度D卫星甲、乙分别经过P点时的速度相等14、（双选）2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学的科学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究石墨烯是碳的二维结构，它是目前世界上已知的强度最高的材料，这为“太空电梯”缆线的制造打开了一扇希望之门，使人类通过“太空电梯”进入太空成为可能假设有一个“太空电梯”从地面赤道上某处连接到其正上方的地球同步飞船上关于该“太空电梯”上高度不同的部位，下列说法正确的是A加速度相同 B线速度相同C角速度相同 D各质点都处于失重状态 15、（双选）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点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有A在轨道上经过A点的速度小于经过B点的速度B在轨道上经过A点的速度小于在轨道上经过A 点的速度C在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期D在轨道上经过A点的加速度小于在轨道上经过A点的加速度【计算题】16、一颗人造卫星的质量为m，离地面的高度为h，卫星做匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，求：（1）卫星受到的向心力的大小（2）卫星的速率（3）卫星环绕地球运行的周期17、已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。(1)推导第一宇宙速度v的表达式；(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T。18、甲、乙两个行星的质量之比为81:1，两行星的半径之比为36:1。则：（1）两行星表面的重力加速度之比；（2）两行星的第一宇宙速度之比。 19、我国发射的“嫦娥一号”探月卫星沿近似于圆形的轨道绕月飞行。设卫星距月球表面的高度为h，做匀速圆周运动的周期为T。已知月球半径为R，引力常量为G，球的体积公式。求：（1）月球的质量M；（2）月球表面的重力加速度g月；（3）月球的密度。20、第六颗北斗导航卫星已送入太空，这是一颗地球同步卫星，在通讯、导航等方面起到重要作用。已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，地球自转周期为T. 求：同步卫星距离地面的高度。21、已知地球的半径为R，地面附近的重力加速度为g，万有引力常量为G，试求：（1）地球的质量M（2）若某卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为地球半径的3倍，则卫星的线速度多大？22、（选做）某宇航员在飞船发射前测得自身连同宇航服等随身装备共重840 N，在火箭发射阶段，发现当飞船随火箭以a=g/2的加速度匀加速竖直上升到某位置时(其中g为地球表面处的重力加速度)，其身下体重测试仪的示数为2100 N.设地球半径R=6400 km，地球表面重力加速度g=10 m/s2.问:(1)该位置处的重力加速度g；(2)该位置距地球表面的高度h为多大?23、（选做）荡秋千是大家喜爱的一项体育活动.随着科技的迅速发展，将来的某一天，同学们也许会在其他星球上享受荡秋千的乐趣.假设你当时所在星球的质量是M、半径为R，可将人视为质点，秋千质量不计、摆长不变、摆角小于90，万有引力常量为G.那么，(1)该星球表面附近的重力加速度g星等于多少？(2)若经过最低位置的速度为v0，你对秋千的压力是多少？24、（选做）某星球质量是地球质量的五分之一，该星球的半径是地球半径的两倍.在该星球表面以16m/s的速度竖直上抛一质量为60