(物理)高考物理万有引力定律的应用专项训练100(附答案)含解析.docx

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1、（物理）高考物理万有引力定律的应用专项训练100(附答案)含解析一、高中物理精讲专题测试万有引力定律的应用24R=6370km，引力常量－1122，一1．地球的质量M=5.98×10kg，地球半径G=6.67×10N·m/kg颗绕地做圆周运动的卫星环绕速度为v=2100m/s，求：（1）用题中的已知量表示此卫星距地面高度h的表达式（2）此高度的数值为多少？（保留3位有效数字）GM7【答案】（1）hR（2）h=8.41×10mv2【解析】试题分析：（1）万有引力提供向心力，则GM解得：hv2R×7（2）

2、将（1）中结果代入数据有h=8.4110m考点：考查了万有引力定律的应用2．“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在海南文昌航天发射中心成功发射升空，完成了与天宫二号空间实验室交会对接。已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G。（1）求质量为m的飞船在距地面高度为h的圆轨道运行时的向心力和向心加速度大小。（2）若飞船停泊于赤道上，考虑地球的自转因素，自转周期为T0，求飞船内质量为m0的小物体所受重力大小G0。（3）发射同一卫星到地球同步轨道时，航天发射场一般选取低纬度还是高纬度发射基地更为合理

3、？原因是什么？【答案】(1)(2)(3)借助接近赤道的低纬度发射基地更为合理，原因是低纬度地区相对于地心可以有较大线速度，有较大的初动能【解析】【详解】（1）根据万有引力定律和牛顿第二定律有解得（2）根据万有引力定律及向心力公式，有及解得（3）借助接近赤道的低纬度发射基地更为合理，原因是低纬度地区相对于地心可以有较大线速度，有较大的初动能。3．半径R=4500km的某星球上有一倾角为30o的固定斜面，一质量为1kg的小物块在力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，力F始终与斜面平行．如果物块和斜面间的摩擦

4、因数3，力F随时间变化的规律如图所示（取沿斜面向上方向为正），2s末物块速度恰3好又为0，引力常量G6.671011Nm2/kg2．试求：（1）该星球的质量大约是多少？（2）要从该星球上平抛出一个物体，使该物体不再落回星球，至少需要多大速度？（计算结果均保留二位有效数字）【答案】（1）M2.41024kg（2）6.0km/s【解析】【详解】（1）假设星球表面的重力加速度为g，小物块在力F1作用过程中，有：1=20NF-mgsinθ-μmgcosθ=ma1小物块在力F2=-4N作用过程中，有：F2+mg

5、sinθ+μmgcosθ=ma2且有1s末速度v=a1t1=a2t2联立解得：g=8m/s2．由GMm=mgR2224解得M=gR/G．代入数据得M=2.4×10kg（2）要使抛出的物体不再落回到星球，物体的最小速度1v12v要满足mg=mR解得v1=3gR=6.0×10ms=6.0km/s即要从该星球上平抛出一个物体，使该物体不再落回星球，至少需要6.0km/s的速度．【点睛】本题是万有引力定律与牛顿定律的综合应用，重力加速度是联系这两个问题的桥梁；第二题，由重力或万有引力提供向心力，求出该星球的第

6、一宇宙速度．4．我国科学家正在研究设计返回式月球软着陆器，计划在2030年前后实现航天员登月，对月球进行科学探测。宇航员在月球上着陆后，自高h处以初速度v0水平抛出小球，测量出小球的水平射程为L(这时月球表面可以看成是平坦的)，已知月球半径为R，万有引力常量为G。(1)试求月球表面处的重力加速度g.(2)试求月球的质量M(3)字航员着陆后，发射了一颗绕月球表面做匀速圆周运动的卫星，周期为T，试求月球的平均密度ρ.2223【答案】（1）g2hv0（2）M2hv0R（3）GT2L2GL2【解析】【详解】（

7、1）根据题目可得小球做平抛运动,水平位移:v0t=L竖直位移:h=1gt22联立可得:g2hv022L（2）根据万有引力黄金代换式GmM＝mg，R2gR22hv02R2可得MGL2G（3）根据万有引力公式GmM＝m42R；可得M42R3，R2T2GT2而星球密度M,V4R3V3联立可得3GT25．我国航天事业的了令世界瞩目的成就，其中嫦娥三号探测器与2013年12月2日凌晨1点30分在四川省西昌卫星发射中心发射，2013年12月6日傍晚17点53分，嫦娥三号成功实施近月制动顺利进入环月轨道，它绕月球

8、运行的轨道可近似看作圆周，如图所示，设嫦娥三号运行的轨道半径为r，周期为T，月球半径为R．(1)嫦娥三号做匀速圆周运动的速度大小(2)月球表面的重力加速度(3)月球的第一宇宙速度多大．【答案】(1)2r；(2)42r3；(3)42r3TT2R2T2R【解析】【详解】(1)嫦娥三号做匀速圆周运动线速度：2rvrT(2)由重力等于万有引力：GMmR2mg对于嫦娥三号由万有引力等于向心力：GMmm42rr2T2联立可得：42r3g2R2T(3)第一宇宙速度为沿