2019-2020学年高中物理 第三章 万有引力定律及其应用 第二节 万有引力定律的应用随堂演练（含解析）粤教版必修2

万有引力定律的应用如果已知行星围绕太阳公转的半径是r，公转周期是t，引力常数是g，那么()a.行星的质量b.太阳质量c.行星密度d.太阳密度太阳的引力是m=和b对。从上面的公式可以看出，行星的质量m减小了，所以行星的质量和密度无法计算，a和c是错误的。因为我不知道太阳的体积，我找不到太阳的密度，d是错误的。2017年4月，我国成功发射的天舟一号货船完成了与天宫二号空间实验室的首次交会对接。对接组件仍沿天宫二号的原始轨道运行(可视为圆形轨道)。与天宫二号的单一操作相比，该组件运行了()a.周期增加b.增长率c.动能增加d.向心加速度变大分析：选择c。组合质量大于天宫二号，轨道半径r不变。根据=m，v=，可以看出，与天宫二号单独运行相比，组合的运行速度没有变化，而b项是错误的。如果t=，周期t不会改变，a项是错误的。质量增加，速度保持不变，动能增加，c项是正确的。向心加速度a=，不变，项d误差。3.(多选)对于三颗不同高度的卫星，瞬时位置与地球中心完全在同一条直线上，如图所示。如果此时它们的飞行方向相同，角速度分别为1、2和3，线速度分别为v1、v2和v3，周期分别为t1、t2和t3，向心加速度分别为a1、a2和a3，则()a.123b.v3v2v1c.t1=t2=t3d.a1a2a3根据图表，r1v2v3，所以b选项是错误的。g=m 2r，=，所以123，所以选项a是正确的。g=mr，t=2，所以t1a2a3，所以d选项是正确的。4.如果有一颗“可居住”的行星，它的质量是地球的p倍，半径是地球的q倍，那么这颗行星的卫星的轨道速度是()a . x . b . x。c . x . d . x .分析：选择c。设置地球的质量为m，半径为r，地球卫星的轨道速度为v=。类似地，“可居住”行星卫星的轨道速度是v=，所以v是地球卫星轨道速度的两倍。选项c是正确的。地球围绕太阳的轨道半径是1.491011米，公转周期是3.16107秒，太阳的质量是多少？根据牛顿第二定律：方向f=方向ma=方向mr 因为f方向是由重力提供的，所以方向f=f=g (2)从(1)和(2)同时开始：m=kg=1.961030千克。答：1.961030公斤课堂作业i .选择题假设太阳的质量是m，行星绕太阳公转的周期是t，它的轨道是半径为r的圆。假设引力常数是g，上述描述行星运动的物理量满足()a.gm=b。gm=c.gm=d.gm=分析：选项a。对于行星=mr，gm=，选项a是正确的。神舟十号飞船和天宫一号目标飞船成功进行了交会对接。任务完成后，“天宫一号”通过轨道转移被提升到更高的轨道。“天宫一号”在轨道转移前后的轨道可视为圆形轨道。相应的轨道半径分别是r1和r2，线速度分别是v1和v2。它等于()a.b.c.d.分析：选择b。天宫一号运行所需的向心力由万有引力提供。根据g=线速度v=，所以，选项b是正确的，选项a，c和d是错误的。关于中国发射的“亚洲一号”地球同步通信卫星，是正确的()如果质量加倍，轨道的半径也会加倍它横跨北京，所以它可以在我国用于电视广播它以第一宇宙速度运行它以与地球自转相同的角速度运行分析：选择d. from=m: r=，可以看出轨道半径与卫星质量无关，a是错误的；同步卫星的轨道平面必须与赤道平面重合，即它运行在赤道之上，不能运行在北京之上。误差b:第一宇宙速度是卫星在最低圆轨道上运行的速度，而同步卫星在高轨道上运行，其运行速度小于第一宇宙速度，误差c；所谓同步是指卫星与地球保持相对静止，因此同步卫星的角速度与地球自转的角速度相同，d是正确的。如图所示，a、b和c是三颗环绕地球运行的人造卫星。它们的质量关系是ma=mbvb=vc，这是一个错误。周期t=2，因此taab=交流，交流误差。因为向心力f=ma，aaab=ac，ma=mbfb，fcfb，d对。在适当的位置使用三颗地球同步卫星可以保持地球赤道上任意两点之间的无线电通信。目前，地球同步卫星的轨道半径大约是地球半径的6.6倍。假设地球自转周期变小，如果只用三颗地球同步卫星达到上述目的，地球自转周期的最小值约为()a.1小时b.4小时约8小时16小时分析：选择b .将地球半径设为r，如图所示，当只有三颗地球同步卫星用于维持地球赤道上任意两点之间的无线电通信时，绘制同步卫星的最小轨道半径图。从图中的几何关系可以得到同步卫星的最小轨道半径r=2r。将地球自转周期的最小值设为t，则可由开普勒第三定律得到，解t 4 h。选项b是正确的。6.如图所示，地球赤道上的山e、近地资源卫星p和同步通信卫星q都在赤道平面上绕地球中心做匀速圆周运动。假设e、p和q的圆周运动速率分别为ve、vp和vq，向心加速度分别为ae、ap和aq，则()a.aeapaqc.vevpvq分析：选择a。从g=m: v=，则vpvq、希尔e和同步卫星q具有相同的角速度，从v=r:vqve，因此vpvqve存在，所以c和d都是错误的；根据g=ma，a=，apaq，和a=r 2，aqae，所以a是正确的，b是错误的。7.研究表明，地球的自转速度正在逐渐减慢，地球自转周期约为22小时3亿年前。假设这一趋势继续下去，地球的其他条件将保持不变，人类发射的未来地球同步卫星将与现在的地球同步卫星进行比较()a.离地面的高度变大。向心加速度变大c.线速度增加。角速度增加分析：选择a。如果地球的自转周期变大，地球同步卫星的公转周期也变大。from=m (r h)，h=-r，t变大，h变大，a是正确的。from=ma，a=，r增加，a减少，b是错误的。from=，v=，r增加，v减少，c错了。从=我们知道角速度减小，d是错误的。第二，选择题第一个宇宙速度是物体在地球表面附近围绕地球匀速圆周运动的速度，它是()发射的物体质量越大，第一宇宙的速度就越大要发射的物体质量越小，第一宇宙的速度就越大第一个宇宙的速度与发射物体的质量无关第一个宇宙的速度与地球的质量有关分析：选择光盘。第一个宇宙速度v=与地球的质量m有关，而不是被发射物体的质量。假设地球的质量是m，月球的质量是m，月球绕地球轨道的半径是r，周期是t。重力常数是g，月球绕地球轨道的重力加速度的大小等于()工商管理硕士c.d.r分析：选择商业发展。牛顿第二定律适用于月球g=man=ma=，所以b和a=d是正确的。人造地球卫星可以在不同高度的轨道上运行。以下判断是正确的()答：各国发射的所有人造地球卫星的运行速度都不会超过vm=b .各国发射的所有人造地球卫星的运行周期不超过tm=2 r如果sa分析：选择交流电。从万有引力定律和牛顿第二定律：g=m=mr，而解：v=，t=2。因此，人造地球卫星的轨道越高，速度越小，周期越长。选项a中的速度是第一宇宙速度的表达式。所有绕地球作圆周运动的人造地球卫星的最大线速度是低地球轨道的运行速度，即第一宇宙速度，a是正确的；选项b是低地球轨道周期，即人造地球卫星的最小运行周期，以及误差b；卫星的向心力总是指向圆心，而向心力是由万有引力提供的，万有引力总是指向地球的中心，所以卫星的圆心与地球的中心重合，而c是正确的。地球同步卫星都在赤道正上方的同一轨道上。三。非选择题11.两颗行星的质量分别为m1和m2，围绕太阳的轨道分别为r1和r2。计算：(1)它们与太阳之间的引力比；(2)他们的革命时期比率。分析：(1)行星和太阳之间的重力f=g那么重力比=0。(2)围绕太阳运动的行星的向心力是由太阳对它的吸引力提供的，即g=mrt=2周期比率=。答：(1) m1r: m2r (2)天文学家已经观察到，太阳围绕银河系中心以圆形轨道运行。这个轨道的半径约为3104光年(约2.81020米)，一次旋转的周期约为2亿年(约6.31015秒)。太阳圆周运动的向心力是由其轨道内大量恒星的引力提供的。这些恒星的总质量可以被视为集中在银河系的