专题四 圆周运动天体运动 2.doc

2012-2013学年度第二学期物理期末复习资料专题四 曲线运动、天体运动专题【知识回顾】一、曲线运动1、物体做曲线运动的速度方向： 2、物体做曲线运动的条件： 3、物体做匀变速还是变加速取决于： 4、物体做圆周运动向心力表达式： 5、物体做圆周运动的条件： 二、天体运动1、解决天体运动的两条基本思路： （1）物体在天体（如地球）表面时受到的重力近似等于万有引力 。列式：（2）行星卫星等绕行天体做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。列式：说明两个等式中每个字母的含义： 2、人造地球卫星（或同一中心天体的绕行天体）的绕行速度、角速度、周期与轨道半径的关系： 列等式 结果 关系（1）绕行速度与半径关系：（2）角速度与半径关系：（3）周期与半径关系：3、地球同步卫星：所谓地球同步卫星一般是指相对于地面静止的人造卫星特点：（1）只能在赤道平面；（2）周期与地球自转周期相同4、计算中心天体的质量的方法思路一：物体在天体表面求此天体质量 思路二：绕行天体绕中心天体匀速圆周运动过程：5、计算中心天体密度的方法：思路：绕行天体在中心天体附近做运动圆周运动过程：6、宇宙速度第一宇宙速度： 求法：7、双星模型：在天体运动中，将两个彼此距离较近且与其他天体相距较远的行星称为双星特点：绕连线的某点处做周期相同的匀速圆周运动 万有引力提供向心力【配套练习】1.质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态，若突然撤去F1，而保持F2、F3不变，则质点（）A.一定做直线运动 B.可能做直线运动 C.可能做曲线运动 D.可能是非匀变速运动2做匀速圆周运动的物体，在运动过程中保持不变的物理量是( )A动能 B速度 C加速度D合外力 E.周期 F角速度 G机械能3汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶。图中A、B、C、D分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是( )4如图1所示，在光滑水平面上，一质量为m的小球在绳的拉力作用下做半径为r的匀速圆周运动，小球运动的线速度为v，则绳的拉力F大小为( )ABCmvr Dmvr2 5在公路上常会看到凸形和凹形的路面，如图所示。一质量为m的汽车，通过凸形路面的最高处时对路面的压力为N1，通过凹形路面最低处时对路面的压力为N2，则( )AN1mgBN1mgCN2mg DN2mg6、如图3所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动。现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点。则杆对球的作用力可能是 ( ) Aa处为拉力，b处为拉力 Ba处为拉力，b处为推力 Ca处为推力，b处为拉力 Da处为推力，b处为推力MN7如图所示，内壁光滑的圆台形容器固定不动，其轴线沿竖直方向。使一小球先后在M和N两处紧贴着容器内壁分别在图中虚线所示的水平面内做匀速圆周运动，则小球 （ ）A. 在M处的线速度一定大于在N处的线速度B. 在 M处的角速度一定小于在N处的角速度C. 在M处的运动周期一定等于在N处的运动周期D. 在M处对筒壁的压力一定大于在N处对筒壁的压力8.火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定.若在某转弯处规定行驶的速度为v，则下列说法中正确的是( ) 当火车以v的速度通过此弯路时，火车所受重力与轨道面支持力的合力提供向心力 当火车以v的速度通过此弯路时，火车所受重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力 当火车速度大于v时，轮缘挤压外轨 当火车速度小于v时，轮缘挤压外轨 A. B. C.D.9、设月球绕地球运动的周期为27天，则月球中心到地球中心的距离r1与地球的同步卫星到地球中心的距离r2之比即r1r2为( )A31B91C271D18110、关于万有引力的说法，正确的是( ) A.万有引力只是宇宙中各天体之间的作用力B.万有引力是宇宙中具有质量的物体间普遍存在的相互作用力C.地球上的物体以及地球附近的物体除受到地球对它们的万有引力外还受到重力作用D.太阳对地球的万有引力大于地球对太阳的万有引力11、如图所示两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，质量大小分别为m1、m2，半径大小分别为r1、r2，则两球间的万有引力大小为( )A.B.C.D.12、假如地球自转角速度增大，关于物体所受的重力，下列说法正确的是( )A.放在赤道地面上的物体的万有引力不变B.放在两极地面上的物体的重力不变C.放在赤道地面上的物体的重力减小D.放在两极地面上的物体的重力增加13、宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会处于完全失重中，下列说法中正确的是A.宇航员仍受重力的作用 B.宇航员受力平衡C.宇航员受的重力正好充当向心力 D.宇航员不受任何作用力14、火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆。已知火卫一的周期为7小时39分。火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比（ ）A火卫一距火星表面较近。B火卫二的角速度较大C火卫一的运动速度较大。 D火卫二的向心加速度较大。15“连续物”是指和天体紧紧连接在一起的物体，“小卫星群”是指环绕天体运动的许多小星体的总称。据观测，在土星的外层有一个环，为了判断此环是土星的连续物还是土星的小卫星群，可测出环中各层的线速度v和该层到土星中心的距离R，进而得出v和R的关系，下列说法中正确的是（ ）A若v和R成正比，则此环是连续物 B若v和R成正比，则此环是小卫星群C若v2和R成反比，则此环是小卫星群 D若v2和R成反比，则此环是连续物16、关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（ ）A轨道平面与赤道平面重合，不同的同步卫星，轨道半径不同B它的运行速度大于7.9km/sC在一个周期内经过一次南北极上空 D每一个地球同步卫星的线速度大小相同17、以下关于宇宙速度的说法中正确的是( )A第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大速度B第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最小速度C人造地球卫星运行时的速度一定小于第二宇宙速度D地球上的物体无论具有多大的速度都不可能脱离太阳的束缚18、宇宙飞船为了要与“和平号“轨道空间站对接，应该（ ）A.在离地球较低的轨道上加速 B.在离地球较高的轨道上加速C.在与空间站同一高度轨道上加速 D.不论什么轨道，只要加速就行图1019、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图10所示。则在卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）A卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率。B卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度。C卫星在轨道1上经过Q点时的速度大于它在轨道2上经过Q点时的速度。D卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3 上经过P点时的加速度20、若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常数为G，那么该行星的平均密度为（ ） A. B. C. D. 21、已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离r和月球绕地球运行的周期T。仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有（ ）月球的质量 地球的密度地球的质量 月球绕地球运行速度的大小22、宇宙飞船绕某行星表面作匀速圆周运动，已知飞船离行星表面高度是h，周期T，该行星半径为R，则根据h、T、R我们可以求出（ ）A飞船运动的加速度 B、飞船运动需要的向心力C、飞船的质量 D、该行星的密度23、若某行星是质量分布均匀的球体，其密度为，万有引力常量为G。当此行星自转周期为下列哪个值时，其赤道上的物体将要飞离行星表面 （ ） A B C D24、已知一颗质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动，运动周期为T1，该行星的自转周期为T2，万有引力常量为G。根据这些已知量可以求出（ ）A该行星到太阳的距离 B卫星绕该行星运行的第一宇宙速度OOhrC该行星绕太阳运动的向心加速度D该行星的同步卫星的运动轨道半径25、某星球质量为地球质量的9倍，半径为地球半径的一半，在该星球表面从某一高度以10 m/s的初速度竖直向上抛出一物体，从抛出到落回原地需要的时间为（g地=10 m/s2）（ ）A1sBs Cs Ds26、如图所示，细线下面悬挂一个小钢球（可看作质点），让小钢球在水平面内做匀速圆周运动。若测得小钢球做圆周运动的圆半径为r，悬点O到圆心O之间的距离为h，小球质量为m。忽略空气阻力，重力加速度为g。则小球所受的向心力F向=_ ；小球做匀速圆周运动的周期T=_。27、如图所示，半径为r的圆桶绕中心轴OO匀速转动，角速度为，一小块质量为m的小滑块，靠在圆桶内壁与圆桶保持相对静止，求小滑块对桶的摩擦力大小为 , 对桶的压力大小为 。 28、离地面高度h处的重力加速度是地球表面重力加速度的，则高度是地球半径 倍29、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=g/2的加速度随火箭向上加速升空的过程中，当物体与卫星中的支持物相互挤压力为90N时，卫星到地面的距离是 （地球半径为 6.4103km.取g=10m/s2）30、如图所示，把质量为0.6 kg的物体A放在水平转盘上，A的重心到转盘中心O点的距离为0.2 m，若A与转盘间的最大静摩擦力为3 N，g10 m/s2，求：(1)转盘绕中心O以 = 2 rad / s的角速度旋转，A相对转盘静止时，转盘对A摩擦力的大小与方向：(2)为使物体A相对转盘静止，转盘绕中心O旋转的角速度的取值范围。OA31.如图所示,质量为m的小球被系在轻绳的一端,以O为圆心在竖直平面内做半径为R的圆周运动.运动过程中,小球受到空气阻力的作用.设某时刻小球通过圆周的最低点A,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点B,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是多少?32 .游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来（如图甲）。我们可以把它抽象成图乙所示的由曲面轨道和圆轨道平滑连接的模型（不计摩擦和空气阻力）。若质量为m的小球从曲面轨道上的P点由静止开始下滑，并且可以顺利通过半径为R的圆轨道的最高点A。已知P点与B点的高度差h=3R，求：（1）小球通过最低点B时速度有多大？ （2）小球通过B点时受到圆轨道支持力有多大？（3）若小球在运动中需要考虑摩擦和空气阻力，当小球从P点由静止开始下滑，且刚好通过最高点A，则小球从P点运动到A点的过程中克服摩擦和空气阻力所做的功为多少？33、一宇宙飞船绕某行星做匀速圆周运动，已知运动的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，行星半径为R求：(1)行星的质量M；（2）行星表面的重力加速度g；（3）行星的第一宇宙速度