2017年高考题和高考模拟题物理分项版汇编专题5 万有引力定律.pdf

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1、专题5万有引力定律1.（15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“51pegb”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕.“51pegb”绕其中心恒星做匀速圆周运动，1周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径为，该中心恒星与太阳的质量比约为201A．B．1C．5D．1010答案：B223GMmm4r4r解析：根据，得M，22rTGT2M恒r513T地2133652所以()()（）（）1.MrT204日地512.（15北京卷）假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么A.地球公转周期大于火星

2、的公转周期B．地球公转的线速度小于火星公转的线速度C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度D．地球公转的角速度大于火星公转的角速度答案：D解析：根据万有引力公式与圆周运动公式结合解题.再由地球环绕太阳的公转半径小于火星环绕太阳的公转半径，利用口诀“高轨、低速、大周期”能够非常快的判断出，地球的轨道2GMR“低”，因此线速度大、周期小、角速度大.最后利用万有引力公式a=,得出地球的加速度大.因此为D选项.3.（15福建卷）如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2,线速度大小分别为v1、v2.则（）vrvr1211A.B.vrvr

3、2122v1r22v1r12C.()C.()vrvr2122答案：A解析：由题意知，两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据2MmvGMv1r2Gm，得：v，所以A.，故A正确；B、C、D错误.2rrrv2r14.（15海南卷）若在某行星和地球上相对于各自水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2:7.已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R，由此可知，该行星的半径为（）177A.RB.RC.2RD.R222答案：C解析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，即xvt，在竖直方向上做自由落体运动，0122

4、hg行7即hgt，所以xv，两种情况下，抛出的速度相同，高度相同，所以，02gg4地M行2MmGMg行R行7根据公式G＝mg可得g，故，解得R2R，故C正确.22gM行RR地地42R地5.（15四川卷）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6.4×1066.0×10241.5×1011火星3.4×1066.4×10232.3×1011答案：BBRARORC解析：火星与地球都是绕太阳，由太阳对它们的万有引力提供其做

5、圆周运动的向BAC2Mm4πM1心力，设太阳的质量为M，即有：G2＝man＝mr2，解得：an＝G2∝2，TrTrr3r3＝2π∝r，由表格数据可知，火星轨道半径较大，因此向心加速度an较GMmm小，故选项B正确；公转周期T较大，故选项A错误；在表面处时，根据m′g＝G，可2R23212mg火m火R地26.4106.410得：g∝，即：＝()＝＜1，所以火星表面的重力加速度较224212RgmR6.0103.410地地火v236Gm6.4106.4101火小，故选项C错误；由第一宇宙速度公式v1＝可知，＝＜1，所246Rv6.0103.4101地以火星

6、的第一宇宙速度较小，故选项D错误.6.（15安徽卷）由三颗星体构成的系统，忽略其它星体对它们的作用，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动（图示为A、B、C三颗星体质量不相同时的一般情况）.若A星体质量为2m，B、C两星体的质量均为m，三角形的边长为a，求：（1）A星体所受合力大小FA；（2）B星体所受合力大小FB；（3）C星体的轨道半径RC；（4）三星体做圆周运动的周期T.22m解析：（1）A星体受B、C两星体的引力大小相等，FFG，合力BACA2a223GmF

7、3F①；ABA2a222mm（2）B星体受A星体的引力FFG，B星体受C星体的引力FG，三ABBA2CB2aa222o7Gm角形定则结合余弦定理得，FFF2FFcos120②；BABCBABCB2a223Gm2（3）由对称性知，OA在BC的中垂线上，RR．对A星体：2mRCB2Aa27Gm23③，对B星体：mR④，联立解得RR，在三角形中，2BACa732a2277(aR)()R，解得Ra，即Ra⑤；ACCB22443Gm2a（4）把⑤式代入④式，得2，即