高一暑假第四专题_曲线运动_万有引力_(二)

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1、1第四专题第四专题 曲线运动曲线运动 万有引力万有引力（二）万有引力（二）万有引力 公转（包括旋转天体绕中心天体运动的圆周运动、椭圆轨道）公转（包括旋转天体绕中心天体运动的圆周运动、椭圆轨道） 自转自转 变轨变轨 1、万有引力与潮汐 （09 年浙江卷）19在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的7107 . 2倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的 400 倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引 力，以下说法正确的是 A太阳引力远大于月球引力 B太阳引力与月球引力相差不大 C月球对不同区域海水的吸引力大小相等

2、D月球对不同区域海水的吸引力大小有差异 2、万有引力概念 (09 年广东文科基础)59关于万有引力及其应用，下列表述正确的是 A人造地球卫星运行时不受地球引力作用 B两物体间的万有引力跟它们质量的乘积成反比 C两物体间的万有引力跟它们的距离成反比 D人造卫星在地面附近绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度，称为第一宇宙速度 3、物理学史 （09 年上海物理）8牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理， 建立了万有引力定律。在创建万有引力定律的过程中，牛顿 A接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想 B根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的

3、引力与其质 量成正比，即 Fm 的结论 C根据 Fm 和牛顿第三定律，分析了地月间的引力关系，进而得出 Fm1m2 D根据大量实验数据得出了比例系数 G 的大小 4、物理学史 （09 年海南物理）11在下面括号内列举的科学家中，对发现和完善万有引力定律有 贡献的是 。（安培、牛顿、焦耳、第谷、 卡文迪许、麦克斯韦、开普勒、法拉第） 5、自转问题 （09 年广东物理）5发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道。发射场一 般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图这样选址的优点是，在赤道附近A地球的引力较大 B地球自转线速度较大 C重力加速度较大 D地球自转角速度较大 6、估算中心天体质量和密度 （0

4、9 年全国卷）19天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。这颗行星 的体积是地球的 4.7 倍，是地球的 25 倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期2约为 1.4 小时，引力常量 G=6.6710-11Nm2/kg2,由此估算该行星的平均密度为A.1.8103kg/m3 B. 5.6103kg/m3 C. 1.1104kg/m3 D.2.9104kg/m37、黄金代换公式 （09 年江苏物理）3英国新科学家（New Scientist）杂志评选出了 2008 年度世 界 8 项科学之最，在 XTEJ1650-500 双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R约 45km，质量M和半径R的关

5、系满足22Mc RG（其中c为光速，G为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为A8210 m/s B10210 m/sC12210 m/s D14210 m/s8、公转问题（09 年海南物理）6近地人造卫星 1 和 2 绕地球做匀速圆周运动的周期分别为 T1和2T,设在卫星 1、卫星 2 各自所在的高度上的重力加速度大小分别为1g、2g，则A4/31122gT gTB 4/31221gT gTD 21122gT gTD 21221gT gT9、宇宙速度（09 年广东理科基础）10关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的 是 A第一宇宙速度又叫环绕速度 B第一宇宙速度又叫脱离速度 C第一宇宙

6、速度跟地球的质量无关 D第一宇宙速度跟地球的半径无关 10、公转问题 基础题 （09 年北京卷）22.（16 分）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。 11、公转问题 （09 年宁夏卷）15. 地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形的。已知木星的 轨道半径约为地球轨道半径的 5.2 倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为A. 0.19 B. 0.44 C. 2.3 D. 5.2 12、公转问题 （09 年广东理科基础）11宇宙飞

7、船在半径为 R1的轨道上运行，变轨后的半径为 R2，R1R2。宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，则变轨后宇宙飞船的A线速度变小 B角速度变小C周期变大 D向心加速度变大314、公转问题 （09 年重庆卷）17.据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道距月 球表面分别约为 200Km 和 100Km，运动速率分别为 v1和 v2，那么 v1和 v2的比值为（月球 半径取 1700Km）A. 19 18B.19 18C,18 19D. 18 1913、公转问题 （09 年四川卷）15.据报道，2009 年 4 月 29 日，美国亚利桑那州一天文观测机构发现 一颗与太阳系其它行星逆向运行的

8、小行星，代号为 2009HC82。该小行星绕太阳一周的时间 为 3.39 年，直径 23 千米，其轨道平面与地球轨道平面呈 155的倾斜。假定该小行星 与地球均以太阳为中心做匀速圆周运动，则小行星和地球绕太阳运动的速度大小的比值为A.1 33.39B.1 23.39C.3 23.39D.2 33.3.914、公转问题 （09 年安徽卷）15. 2009 年 2 月 11 日，俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33”卫星在西伯利亚上空约 805km 处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞 事件。碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境。假定有甲、乙两块碎片，绕地球 运动的轨

9、道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是 A. 甲的运行周期一定比乙的长 B. 甲距地面的高度一定比乙的高 C. 甲的向心力一定比乙的小 D. 甲的加速度一定比乙的大 15、变轨问题 （09 年福建卷）14.“嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中，设探测器运行的 轨道半径为 r，运行速率为 v，当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时 A.r、v 都将略为减小 B.r、v 都将保持不变 C.r 将略为减小，v 将略为增大 D. r 将略为增大，v 将略为减小 16、机械能守恒定律，完全失重，万有引力定律 （09 年山东卷）182008 年 9 月 25 日至 28 日

10、我国成功实施了“神舟”七号载入航天 飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点 343 千米处点火 加速，由椭圆轨道变成高度为 343 千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为 90 分钟。下列判断正确的是 A飞船变轨前后的机械能相等 B飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 C飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度 D飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速 度 17、信息题 （09 年安徽卷）16. 大爆炸理论认为，我们的宇宙起源于 137 亿年前的一次大爆炸。 除开始瞬间外，在演化至今的大部分时间内，宇宙基本上是匀速膨胀

11、的。上世纪末，对 1A 型超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀，面对这个出人意料的发现，宇宙学家探究其背 后的原因，提出宇宙的大部分可能由暗能量组成，它们的排斥作用导致宇宙在近段天文时 期内开始加速膨胀。如果真是这样，则标志宇宙大小的宇宙半径 R 和宇宙年龄的关系，大 致是下面哪个图像？PA 地球Q轨道 1轨道 2418、信息题 估算题 黑洞 （09 年天津卷）12.（20 分）2008 年 12 月，天文学家们通过观测的数据确认了银河系 中央的黑洞“人马座 A*”的质量与太阳质量的倍数关系。研究发现，有一星体 S2 绕人马 座 A*做椭圆运动，其轨道半长轴为 9.50102天文单位（地球公转轨

12、道的半径为一个天文 单位），人马座 A*就处在该椭圆的一个焦点上。观测得到 S2 星的运行周期为 15.2 年。 (1)若将 S2 星的运行轨道视为半径 r=9.50102天文单位的圆轨道，试估算人马座 A* 的质量 MA是太阳质量 Ms的多少倍(结果保留一位有效数字)； (2)黑洞的第二宇宙速度极大，处于黑洞表面的粒子即使以光速运动，其具有的动能 也不足以克服黑洞对它的引力束缚。由于引力的作用，黑洞表面处质量为 m 的粒子具有势能为 Ep=-GMm R(设粒子在离黑洞无限远处的势能为零)，式中 M、R 分别表示黑洞的质量和半径。已知引力常量 G=6.710-11Nm2/kg2，光速 c=3.

13、0108m/s，太阳质量 Ms=2.01030kg，太阳半径 Rs=7.0108m，不考虑相对论效应，利用上问结果，在经典力学范围内求人马座 A*的半径 RA与太阳半径gR之比应小于多少（结果按四舍五入保留整数）。19、万有引力 重力加速度 割补法 （09 年全国卷）26. (21 分)如图，P、Q 为某地区水平地面上的两点，在 P 点正下方 一球形区域内储藏有石油，假定区域周围岩石均匀分布，密度为；石 油密度远小于，可将上述球形区域视为空腔。如果没有这一空腔，则 该地区重力加速度（正常值）沿竖直方向；当存在空腔时，该地区重力 加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏高。重力加速度在原坚直方 向

14、（即 PO 方向）上的投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常” 。为了探寻石油区域的位置和石油储量，常利用 P 点附近重力加速度反 常现象。已知引力常数为 G。 （1）设球形空腔体积为 V，球心深度为 d（远小于地球半径），PQ=x，求空腔所引起的 Q 点处的重力加速度反常（2）若在水平地面上半径 L 的范围内发现：重力加速度反常值在与k（k1）之 间变化，且重力加速度反常的最大值出现在半为 L 的范围的中心,如果这种反常是由于地下 存在某一球形空腔造成的，试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积。答案与解析答案与解析（二）万有引力（二）万有引力 公转（包括旋转天体绕中心天体运动的圆周运动、椭

15、圆轨道）公转（包括旋转天体绕中心天体运动的圆周运动、椭圆轨道） 自转自转 变轨变轨 1、答案：AD 2、答案：D 3、答案：AB4、答案：第谷（1 分）；开普勒（1 分）；牛顿（1 分）；卡文迪许 （1 分）5、答案：B 6、答案：D 7、答案：C 8、答案：B 9、答案：A510、解析解析：（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 mgRMmG2得 gRGM2 卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力 22 1 RMmGRvm 式代入式，得到Rgv 1（2）考虑式，卫星受到的万有引力为222)()(hRmgR hRMmGF 由牛顿第二定律)(4 22 hRTmF、联立解得ghR RT2)(211、答案：B12、答案：D解析解析：根据向maTrmrmrVmrmMG22 2224得rGMv ，可知变轨后飞船的线速度变大，A 错；角速度变大 B 错，周期变小 C 错；向心加速度在增大