第2节万有引力定律的应用.doc

5.2万有引力定律的应用（第一课时）评测练习连城县第一中学 周淑颖1.“嫦娥三号”探月卫星的成功发射是我国航天史上的又一里程碑，假设探月卫星“嫦娥三号”的轨道是圆形的，且贴近月球表面已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s，则该探月卫星绕月运行的速率约为()A0.4 km/sB1.8 km/s C11 km/s D36 km/s2a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星，其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上，b、c的轨道位于同一平面某时刻四颗人造卫星的运行方向及位置如图所示下列说法中正确的是()Aa、c的加速度大小相等，且大于b的加速度Bb、c的角速度大小相等，且小于a的角速度Ca、c的线速度大小相等，且小于d的线速度Da、c存在相撞危险3登上火星是人类的梦想“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响根据下表，火星和地球相比()行星半径/m质量/kg轨道半径/m地球6.41066.010241.51011火星3.41066.410232.31011A.火星的公转周期较小 B火星做圆周运动的加速度较小C火星表面的重力加速度较大 D火星的第一宇宙速度较大4.(多选)2013年12月2日1时30分，西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功将“嫦娥三号”探测器发射升空卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经过P点时变轨进入距离月球表面100千米的圆形轨道，在轨道上经过Q点时变轨进入椭圆轨道，轨道与月球相切于M点，“玉兔号”月球车将在M点着陆月球表面，如图所示下列的说法正确的是()A“嫦娥三号”在轨道上的运动速度比月球的第一宇宙速度小B“嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道上经过P点时大C“嫦娥三号”在轨道上运动周期比在轨道上短D“嫦娥三号”在轨道上经过Q点时的加速度小于在轨道上经过Q点时的加速度5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v1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.6.石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换(1)若”太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站，求轨道站内质量为m1的货物相对地心运动的动能设地球自转角速度为，地球半径为R.(2)当电梯仓停在距地面高度h24R的站点时，求仓内质量m250 kg的人对水平地板的压力大小取地面附近重力加速度g10 m/s2，地球自转角速度7.3105 rad/s，地球半径R6.4103 km.5.2万有引力定律的应用（第一课时）评测练习参考答案1.解析：选B.对于环绕地球或月球运动的人造卫星，其所受的万有引力即为它们做圆周运动所需要的向心力，即Gm，所以v .第一宇宙速度指的是最小发射速度，同时也是近地卫星的环绕速度，对于近地卫星来说，其轨道半径近似等于地球半径所以，所以v月v地7.9 km/s1.8 km/s.故正确答案为B.2.解析：选A.根据a、c的轨道相交于P，说明两颗卫星轨道半径相等，a、c加速度大小相等，且大于b的加速度，选项A正确；a、c的角速度大小相等，且大于b的角速度，选项B错误；a、c的线速度大小相等，且大于d的线速度，选项C错误；由于a、c的轨道半径相等，则周期相等，不存在相撞的危险，选项D错误3.解析：选B.火星和地球都绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力，由mrm a知，因r火r地，而，故T火T地，选项A错误；向心加速度a，则a火a地，故选项B正确；地球表面的重力加速度g地，火星表面的重力加速度g火，代入数据比较知g火g地，故选项C错误；地球和火星上的第一宇宙速度：v地 ，v火 ，v地v火，故选项D错误4.解析：选ABC月球的第一宇宙速度是卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的速度，“嫦娥三号”在轨道上的半径大于月球半径，根据Gm，得线速度v ，可知“嫦娥三号”在轨道上的运动速度比月球的第一宇宙速度小，故A正确；“嫦娥三号”在轨道上经过P点若要进入轨道需减速，故B正确；根据开普勒第三定律得卫星在轨道上运动轨道的半长轴比在轨道上的轨道半径小，所以卫星在轨道上的运动周期比在轨道上短，故C正确；“嫦娥三号”无论在哪个轨道上经过Q点时的加速度都为该点的万有引力加速度，故万有引力在此点产生的加速度相等，故D错误5.解析：(1)设卫星的质量为m，地球的质量为M.在地球表面附近满足Gmg，得GMR2g卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力mG由两式，得到v1.(2)卫星受到的万有引力为FG由牛顿第二定律知Fm(Rh)由式联立解得T .答案：(1)(2) 6.解析：(1)设货物相对地心的距离为r1，线速度为v1，则r1Rh1；v1r1货物相对地心的动能Ekm1v联立式得Ekm12(Rh1)2.(2)设地球质量为M，人相对地心的距离为r2，向