优化方案高中物理 第六章 万有引力与航天 第四节 万有引力理论的成就分层演练巩固落实 新人教版必修2.doc

第四节 万有引力理论的成就学生用书p49随堂达标1一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，只需要()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gmr及mr3，知，a对，故选a.2(2015舟山高一检测)天文学家发现某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运动周期，若知道比例系数g，由此可推算出()a行星的质量b行星的半径c恒星的质量 d恒星的半径解析：选c.恒星对行星的引力为行星绕恒星运动提供向心力，即gmr，故m，恒星的质量m可求出，选项c正确，其他的几个物理量无法根据行星的轨道半径和运动周期求出，a、b、d错误3(2015高考江苏卷)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 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕“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.该中心恒星与太阳的质量比约为()a. b1c5 d10解析：选b.行星绕中心恒星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得gmr，则32321，选项b正确4.(2015郑州四中质检)如图所示，假设“火星探测器”贴近火星表面做匀速圆周运动，测得其周期为t.若“火星探测器”在火星上着陆后，自动机器人用测力计测得质量为m的仪器重力为p.已知引力常量为g，由以上数据可以求得()a火星的自转周期b火星探测器的质量c火星的密度d火星表面的重力加速度解析：选cd.由gm2r，vr3，可得火星的密度，选项c正确；由用测力计测得质量为m的仪器重力为p可以求得火星表面的重力加速度g，选项d正确5(选做题)甲、乙两恒星相距为l，质量之比，它们离其他天体都很遥远，我们观察到它们的距离始终保持不变，由此可知()a两恒星一定绕它们连线的某一位置做匀速圆周运动b.甲、乙两恒星的角速度之比为23c甲、乙两恒星的线速度之比为2d甲、乙两恒星的向心加速度之比为32解析：选ad. 根据题目描述的这两颗恒星的特点可知，它们符合双星的运动规律，即绕它们连线上某一位置做匀速圆周运动，选项a正确它们的角速度相等，选项b错误由m甲a甲m乙a乙，所以，选项d正确由m甲甲v甲m乙乙v乙，所以，选项c错误课时作业一、选择题1科学家们推测，太阳系可能存在的一颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”由以上信息我们可能推知()a这颗行星的公转周期与地球相等b这颗行星的自转周期与地球相等c这颗行星质量等于地球的质量d这颗行星的密度等于地球的密度解析：选a.由题意知，该行星的公转周期应与地球的公转周期相等，这样，从地球上看，它才能永远在太阳的背面2有一星球的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地球表面处的重力加速度的4倍，则该星球的质量是地球质量的()a.倍 b4倍c16倍 d64倍解析：选d.由gmg，得m，所以r，则4，根据m64m地，所以d项正确3地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为r，引力常量为g，则可用下列哪一式来估算地球的密度()a. b.c. d.解析：选a.对于地面上的物体，有mg，又知mr3，整理得.4(2014高考新课标全国卷)假设地球可视为质量均匀分布的球体已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为t，引力常量为g.地球的密度为()a. b.c. d.解析：选b.物体在地球的两极时，mg0g，物体在赤道上时，mgm2rg，地球质量mr3，以上三式联立解得地球的密度.故选项b正确，选项a、c、d错误5据报道，美国发射的“凤凰号”火星探测器已经在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究(如发现了冰)，为我们将来登上火星、开发和利用火星奠定了坚实的基础如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得它运动的周期为t，则火星的平均密度的表达式为(k为某个常量)()akt bckt2 d解析：选d.根据万有引力定律得gmr，可得火星的质量m，又火星的体积vr3，故火星的平均密度，选项d正确6(2013高考福建卷)设太阳质量为m，某行星绕太阳公转周期为t，轨道可视为r的圆已知万有引力常量为g，则描述该行星运动的上述物理量满足()agmbgmcgm dgm解析：选a.由gmr2，可得描述该行星运动的上述物理量满足gm，选项a正确7通常我们把太阳系中行星自转一周的时间称为“1天”，绕太阳公转一周的时间称为“1年”与地球相比较，金星“1天”的时间约是地球“1天”时间的243倍由此可知()a金星的半径约是地球半径的243倍b金星的质量约是地球质量的243倍c地球的自转角速度约是金星自转角速度的243倍d地球表面的重力加速度约是金星表面重力加速度的243倍解析：选c.金星自转一周的时间为“243天”，由，则地球的自转角速度约是金星自转角速度的243倍，选项c正确；星球的半径、质量、表面重力加速度等无法计算，选项a、b、d错误8(多选)欧洲天文学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星，命名为“葛利斯581c”，该行星的质量约是地球的5倍，直径约是地球的1.5倍现假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道做匀速圆周运动，下列说法正确的是()a“葛利斯581c”的平均密度比地球平均密度小b“葛利斯581c”表面处的重力加速度小于9.8 m/s2c飞船在“葛利斯581c”表面附近运行时的速度大于7.9 km/sd飞船在“葛利斯581c”表面附近运行时的周期要比绕地球表面运行的周期小解析：选cd.由mr3知“葛利斯581c”的平均密度比地球平均密度大，a错；由gmg知“葛利斯581c”表面处的重力加速度大于9.8 m/s2，b错；由v1知飞船在“葛利斯581c”表面附近运行时的速度大于7.9 km/s，c对；由t2 知飞船在“葛利斯581c”表面附近运行时的周期要比绕地球表面运行的周期小，d对9(多选)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()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：选acd.对行星：mr，t，解得：m，r，a，选项a、c、d正确10.冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为71，同时绕它们连线上某点o做匀速圆周运动由此可知，冥王星绕o点运动的()a轨道半径约为卡戎的b角速度大小约为卡戎的c线速度大小约为卡戎的7倍d向心力大小约为卡戎的7倍解析：选a.做双星运动的星体相互间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，即f万m12r1m22r2，得，故a正确；双星运动的角速度相同，故b错误；由vr可知冥王星的线速度为卡戎的，故c错误；两星间的向心力为两者间的万有引力且等值反向，故d错误二、非选择题11土星和地球均可近似看做球体，土星的半径约为地球半径的9.5倍，土星的质量约为地球质量的95倍，已知地球表面的重力加速度g010 m/s2，地球密度约为05.5103 kg/m3，试计算：(1)土星的密度；(2)土星表面的重力加速度解析：(1)星体的密度0.11，故土星的密度约为0.1100.61103 kg/m3.(2)根据星球表面的物体受到的万有引力近似等于物体的重力，mgg，g，则1.05所以土星表面的重力加速度g1.05g010.5 m/s2.答案：(1)0.61103 kg/m3(2)10.5 m/s212(2015西安高一检测)借助于物理学，人们可以了解到无法用仪器直接测定的物理量，使人类对自然界的认识更完善现已知太阳光经过时间t到达地球，光在真