（新课标）高中物理 第6章 万有引力与航天 4 万有引力理论的成就课时作业 新人教版必修2.doc

万有引力理论的成就1(多选)下列说法正确的是()a海王星和冥王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的b天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道发现的c天王星的运行轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道，其原因是天王星受到轨道外面其他行星的引力作用d以上说法都不对【解析】海王星和冥王星都是人们先根据万有引力定律计算出轨道，然后又被天文工作者观察到的天王星是人们通过望远镜观察发现的在发现海王星的过程中，天王星的运行轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道引起了人们的思考，推测天王星外面存在其他行星综上所述，选项a、c正确【答案】ac2火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行周期为t1，神舟飞船在地球表面附近圆形轨道运行周期为t2，火星质量与地球质量之比为p，火星半径与地球半径之比为q，则t1、t2之比为()a.b.c.d【解析】设中心天体的质量为m，半径为r，当航天器在星球表面飞行时，由gmr得t2， 因此有，故选d.【答案】d3下列几组数据中能算出地球质量的是(引力常量g是已知的)()a已知地球绕太阳运动的周期t和地球中心离太阳中心的距离rb已知月球绕地球运动的周期t和地球的半径rc已知月球绕地球运动的角速度和地球的半径d已知月球绕地球运动的周期t和轨道半径r【解析】已知地球绕太阳运动的周期和地球的轨道半径，只能求出太阳的质量，而不能求出地球的质量，所以选项a错误已知月球绕地球运动的周期(或角速度)和地球的半径，而不知道月球绕地球运动的轨道半径，所以不能求出地球的质量，选项b、c错误由gmr可求得地球质量为m，所以选项d正确【答案】d4(多选)假如一颗做匀速圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做匀速圆周运动，则()a根据公式vr，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍b根据公式fm可知卫星所需的向心力将减少到原来的c根据公式fg可知地球提供的向心力将减少到原来的d根据上述b和c给出的公式，可知卫星运动的线速度将减少到原来的【解析】人造卫星绕地球运动时万有引力提供向心力，即f向心gmm2r，所以v，当轨道半径r增加时，v和都减小，故a、b错误；由fg可知，r增大到原来的2倍时，向心力将减少到原来的，选项c正确；由v可知，当r增大到原来的2倍时，线速度将减小到原来的，选项d正确【答案】cd5若已知某行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为t，引力常量为g，则由此可求出()a该行星的质量b太阳的质量c该行星的密度d太阳的密度【解析】由万有引力定律和向心力公式可得gmr2，所以m.因为太阳半径未知，所以只可求出太阳的质量，即中心天体的质量，选项b正确【答案】b6(多选)(2015合肥高一期末)如图642所示，极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道)若已知一个极地卫星从北纬30的正上方，按图示方向第一次运行至南纬60正上方时所用时间为t，地球半径为r(地球可看作球体)地球表面的重力加速度为g，引力常量为g.由以上条件可以求出()图642a卫星运行的周期 b卫星距地面的高度c卫星的质量 d地球的质量【解析】卫星从北纬30的正上方，第一次运行至南纬60正上方时，刚好为运动周期的，所以卫星运行的周期为4t，a项正确；知道周期、地球的半径，由m2(rh)及gmr2g，可以算出卫星距地面的高度，b项正确；通过上面的公式可以看出，能算出中心天体的质量，不能算出卫星的质量，c项错误，d项正确【答案】abd7地球半径r6 400 km，取地球表面的重力加速度g9.8 m/s2，试估算地球的平均密度【解析】不计地球自转的影响，地球对其表面物体的引力等于物体的重力，即gmg，所以地球的质量m，地球的平均密度kg/m35.5103 kg/m3.【答案】5.5103 kg/m38宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至于因万有引力的作用吸引到一起设二者的质量分别为m1和m2，二者相距为l，求：(1)双星的轨道半径之比；(2)双星的线速度之比【解析】这两颗星必须各以一定速率绕某一中心转动才不至于因万有引力作用而吸引在一起，所以两天体间距离l应保持不变，二者做圆周运动的角速度必须相同如图所示，设二者轨迹圆的圆心为o，圆半径分别为r1和r2.由万有引力提供向心力有gm12r1，gm22r2.(1)两式相除，得.(2)因为vr，所以.【答案】(1)m2m1(2)m2m19一行星绕恒星做圆周运动由天文观测可得，其运行周期为t，速度为v，引力常量为g，则下列关系式错误的是()a恒星的质量为b行星的质量为c行星运动的轨道半径为d行星运动的加速度为【解析】因v，所以r，选项c正确；结合万有引力定律公式m，可解得恒星的质量m，选项a正确；因不知行星和恒星之间的万有引力的大小，所以行星的质量无法计算，选项b错误；行星的加速度av2，选项d正确【答案】b10小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动则经过足够长的时间后，小行星运动的()a半径变大b速率变大c角速度变大d加速度变大【解析】恒星均匀地向四周辐射能量，恒星质量缓慢减小，二者之间万有引力减小，小行星运动的半径增大，速率减小，角速度减小，加速度减小，选项a正确，b、c、d错误【答案】a11宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处(取地球表面重力加速度g10 m/s2，空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g的大小(2)已知该星球的半径与地球半径之比为，求该星球的质量与地球质量之比.【解析】(1)在地球表面以一定的初速度v0竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处，根据运动学公式可有t同理，在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，经过时间5t小球落回原处，则5t根据以上两式，解得gg2 m/s2.(2)在天体表面时，物体的重力近似等于万有引力，即mg，所以m由此可得，.【答案】(1)2 m/s2(2)18012(2014渭南高一检测)“嫦娥一号”探月卫星与稍早日本的“月亮女神号”探月卫星不同，“嫦娥一号”卫星是在绕月极地轨道上运动的，加上月球的自转，因而“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球的表面.12月11日，“嫦娥一号”卫星ccd相机已对月球背面进行成像探测，并获取了月球背面部分区域的影像图卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高度为h，绕行的周期为tm.月球绕地公转的周期为te，轨道半径为r0，地球半径为re，月球半径为rm.(1)若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响，试求月球与地球质量之比(2)当绕月极地轨道的平面与月球绕地公转的轨道平面垂直，也与地心到月心的连线垂直时(如图643)，探月卫星向地球发送所拍摄的照片，此照片由探月卫星传送到地球最少需要多长时间？(已知光速为c)图643【解析】(1)由牛顿第二定律得f向manm2r，