高中物理备考综合热身辅导系列——基础训练11万有引力定律及其应用

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1、基础绷导11万有引力走律及其应用——’11备考综合热身輔导糸列高级物理教师魏徳田本套试题训练和考查的重点是：理解万有引力定律，能运用万有引力定律来分析天体的运动.了解人造地球卫星的有关知识，能进行有关天体质量的估算、轨道平行的计算等一些简单的计算•第7题、第14题、第15题等为创新题.这些题的特点是把物理基础知识与航空航天技术中的最新成果联系起來，有利于提高学生的学习兴趣，有利于理论联系实际.㈠两个重要定律⑴开普勒第三定律⑵万有引力定律一.破解依据a3/T2=k.其中，k仅与中心天体的性质有关F=・G=6.67X10-11N

2、•m2/kg2。㈡两种基本思想Minv2⑵卫星的向心力即中心天体提供的万有引力G’=m—r⑴地面附近物体的万有引力即重力G^=mg.9厂4龙2厂33龙㈡中心天体的质量M=——-和密度P=—^GT2GT2㈣匀速圆运动的人造卫星⑴线速度、第一、二、三宇宙速度v=GM=1.9km!s,GM=V，R⑵角速度⑵GM3v2=11.2km/s,v3=16.1km/s—:—⑶周期T=2久!(Tq=84min«24/z)；(4)加速度r3GM0an=S=(特殊地Q()二二)⑸黄金代换GM=gr2=g()/?2.厂R-注：以上各式中均有r=R+

3、h.㈤变轨原理及其应用：⑴GMm!r2=mv1jr=marr=匀速圆运动；⑵GMm!r~

4、m/R2；向心力Fn=mco2Rcos（p重力化+F：-2%FnCOS（p。英中，卩为地面某点的纬度。⑵同纬度、高空屮的物体，，不计自转，引力等于重力，且随高度增加而增大。（A）功能关系：卫星轨道半径（或高度）增加，由于克服引力做功，因而动能减少；反之则反。不计发射过程由于大气阻力所致能量损失，系统的机械能守恒。二、精选习题㈠选择题（每小题5分，共40分）1.（09浙江）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2.7X107倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地

5、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D.月球对不同区域海水的吸引力大小有差异2.（09安徽）2009年2月11H,俄罗斯的“宇宙-2251,?卫星和美国的'‘錶・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。碰撞过稈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，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法屮正确的是A

6、.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3.（09广东物理）2008年9月25日至28日我国成功实施了“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

7、远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度5.（07天津）我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展。设地球、月球的质量分别为巾、也2,半径分别为&、R2,人造地球卫星的第一宇宙速度为力对应的环绕周期为T,则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为（）匹包丁B.严-VmR2y加2Rvm2Ry加1用V加1R2VmjR*Vm2ym2R；5.（09全国I）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，质量是地球的25倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G二

8、6.67X10nN・m7kg2-,由此估算该行星的平均密度为A.1.8X103kg/m：iB.5.6X103kg/m3C.1.1X1o'kg/m3D.2.9X1O^kg/m36.（08四川）199（）年4月25Fl,科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600km的高空，使得人类对宇宙中星