曲线运动及天体运动规律的应用练习.doc

曲线运动及天体运动规律的应用练习1如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（ ）A物体所受弹力增大，摩擦力也增大了B物体所受弹力增大，摩擦力减小了C物体所受弹力和摩擦力都减小了D物体所受弹力增大，摩擦力不变2如图所示，一物体自倾角为的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上。物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角满足（ ）Atan=sinBtan=cosCtan=tanDtan=2tan3某同学对着墙壁练习打网球，假定球在墙面上以25m/s的速度沿水平方向反弹，落地点到墙面的距离在10m至15m之间，忽略空气阻力，取g=10m/s2，球在墙面上反弹点的高度范围是（ ）A0.8m至1.8mB0.8m至1.6mC1.0m至1.6mD1.0m至1.8m4火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为（ ）A0.2g B0.4g C2.5g D5g5据媒体报道,嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度200 km,运用周期127分钟。若还知道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能求出的是（ ）A月球表面的重力加速度B月球对卫星的吸引力C卫星绕月球运行的速度D卫星绕月运行的加速度6图是“嫦娥一导奔月”示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测，下列说法正确的是（ ）A发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度B在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关C卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D在绕圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力7据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是（ ）A运行速度大于7.9 km/sB离地面高度一定，相对地面静止C绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等8已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390，月球绕地球旋转的周期约为27天.利用上述数据以及日常的天文知识，可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为（ ）A0.2 B2 C20 D2009 1990年4月25日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600 km的高空，使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展。假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行。已知地球半径为6.4106m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6107m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期。以下数据中最接近其运行周期的是（ ）A0.6小时 B1.6小时 C4.0小时 D24小时10如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在离地高度为H的光滑水平细杆A、B上，质量为m的b球与B的距离为L，质量为4m的a球放置于地面上。把b球从水平位置由静止释放，求： （1）a球对地面的最小压力为多大？ （2）已知细线能承受的最大拉力Fm=4mg，现给b球竖直向下的初速度，当b球运动到B点的正下方时细线恰被拉断，求b球落地点与B点的水平距离。11如图所示，在同一竖直平面内两正对着的半径为R的相同半圆光滑轨道，相隔一定的距离x，虚线沿竖直方向，一质量为m的小球能在其间运动。今在最低点B与最高点A各放一个压力传感大器，测试小球对轨道的压力，并通过计算机显示出来。当轨道距离x不同时，测得两点压力差FN与距离x的图像如右图所示。（不计空气阻力，g取10m/s2） （1）当x=R时，为使小球不脱离轨道运动，求小球在B点的最小速度。（用物理量的符号表示） （2）试写出A、B两点的压力差FN与x的函数关系。（用m、R、g表示）12如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角135的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R。用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为，物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道。G=10m/s2，求（1）BP间的水平距离。 （2）判断m2能否沿圆轨道到达M点。13“神州”六号飞船在预定轨道上飞行，每绕地球一圈需要时间90min，每圈飞行路程约为L=42104km。（1）试根据以上数据估算地球的质量和密度。（地球的半径R约为637103km，万有引力常量取6671011Nm2kg2）（）假设飞船沿赤道平面自西向东飞行，飞行员会看到太阳从东边还是西边出来？如果太阳直射赤道，试估算飞行员每天能看到多少次日出日落？飞船每转一圈飞行员看不见太阳的时间有多长？（已知cos 182095）1答案：D解析：物体随圆筒一起转动时，受到三个力的作用：重力G、筒壁对它的弹力FN、和筒壁对它的摩擦力F1（如图13所示）。其中G和F1是一对平衡力，筒壁对它的弹力FN提供它做匀速圆周运动的向心力。当圆筒匀速转动时，不管其角速度多大，只要物体随圆筒一起转动而未滑动，则物体所受的（静）摩擦力F1大小等于其重力。而根据向心力公式，当角速度较大时也较大。故本题应选D。2答案：D解析：竖直速度与水平速度之比为：tan = ,竖直位移与水平位移之比为：tan = ，故tan =2 tan ，D正确。3答案：A4答案：B解析：考查万有引力定律。星球表面重力等于万有引力，G = mg，故火星表面的重力加速度 = = 0.4，故B正确。5答案：B解析：为不知道卫星的质量，所以不能求出月球对卫星的吸引力。6答案：C解析：射“嫦娥一号”的速度如果达到第三宇宙速度，那么“嫦娥一号”就会离开太阳系。A错。根据万有引力公式G=m，m约去了，所以卫星周期与卫星质量无关，B错。卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星可知在绕圆轨道上，卫星受地球的引力可以小于受月球的引力。D错。只有C对。7答案：BC解析：题目可以后出“天链一号卫星”是地球同步卫星，运行速度要小于7.9,而他的位置在赤道上空，高度一定，A错B对。由可知，C对。由可知，D错。8答案：B解析：太阳质量M，地球质量m，月球质量m0，日地间距离为R，月地间距离为r，日月之间距离近似等于R，地球绕太阳的周期为T约为360天，月球绕地球的周期为t=27天。对地球绕着太阳转动，由万有引力定律：G=m，同理对月球绕着地球转动：G=m0，则太阳质量与地球质量之比为M : m=；太阳对月球的万有引力F= G，地球对月球的万有引力f= G，故F : f= ，带入太阳与地球质量比，计算出比值约为2，B对。9答案：B解析：开普勒行星运动定律可知，恒量，所以，r为地球的半径，h1、t1、h2、t2分别表示望远镜到地表的距离，望远镜的周期、同步卫星距地表的距离、同步卫星的周期（24h），代入数据得：t1=1.6h10（1）B球下落时，由机械能守恒有 在最低点，设绳的拉力为FT，由牛顿第二定律有 设地面对a球的支持力为FN，由平衡条件有 FN+FT=4mg 解得Ft=3mg，FN=mg。 由牛顿第三定律可知a球对地面的最小压力为mg。 （2）b球运动到B点正下方时 线断后b球做平抛运动，设所求水平距离为x： x=v1t 解得 11解： （1）小球恰能在A点沿轨道运动时：此时，小球在B点动能最小，由机械能守恒：解得： （2）在B点：在A点：小球从A到B机械能守恒：两点的压力差：12解：（1）设物块块由D点以初速做平抛，落到P点时其竖直速度为得平抛用时为t，水平位移为s，在桌面上过B点后初速BD间位移为则BP水平间距为（2）若物块能沿轨道到达M点，其速度为轨道对物块的压力为FN，则解得即物块不能到达M点13(1)由L=2r可得 r=6.68km,根据G=mr得M=r3=6.01024kg ，又=，=，= =5.6103kg/m3。（2）地球自西向东旋转，飞船沿赤道平面自西向东飞行的