高考物理一轮复习 第四章 第4课 万有引力定律及其应用练习-人教版高三全册物理试题.doc
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1、第三单元万有引力定律第4课万有引力定律及其应用1内容宇宙间的一切物体都是相互吸引的,两个物体间引力的方向在它们连线上,引力的大小跟物体的质量m1和m2的乘积成正比,与它们之间距离r的二次方成反比2公式FG,其中G为引力常量,G6.671011 Nm2/kg2,由卡文迪许通过扭秤实验测定3适用条件两个质点之间万有引力的计算(1)质量分布均匀的球体间的相互作用,也可用本定律来计算,其中r为两球心间的距离(2)一个质量分布均匀的球体和球外一个质点之间的万有引力也适用,其中r为质点到球心间的距离1第一宇宙速度(1)第一宇宙速度又叫环绕速度,其数值为7.9km/s.(2)第一宇宙速度是人造卫星在地面附近
2、环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度(3)第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度,也是人造卫星的最大环绕速度2第一宇宙速度的计算方法(1)由Gm,得v(2)由mgm,得v1第二宇宙速度(脱离速度)使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度,其数值为11.2km/s.2第三宇宙速度(逃逸速度)使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度,其数值为16.7km/s.1经典时空观(1)在经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变;(2)在经典力学中,同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是相同的2相对论时空观(1)在狭义相对论中,物体的质量随物体的速度的增加而增加,用公式表示为m(2)在狭义相对论中
3、,同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是不同的,1已知地球质量为M,半径为R,自转周期为T,地球同步卫星质量为m,引力常量为G.有关同步卫星,下列表述正确的是(BD)A卫星距地面的高度为 B卫星的运行速度小于第一宇宙速度C卫星运行时受到的向心力大小为GD卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度解析:由万有引力公式m(Rh),得同步卫星距地面的高度hR,A项错误;近地卫星的速度等于第一宇宙速度,同步卫星的速度小于第一宇宙速度,B项正确;卫星运行时的向心力大小为F向,C项错误;由Gmg得地球表面的重力加速度gG,而卫星所在处的向心加速度gG,D项正确2宇宙中两个星球可以组
4、成双星,它们只在相互间的万有引力作用下,绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动根据宇宙大爆炸理论,双星间的距离在不断缓慢增加,设双星仍做匀速圆周运动,则下列说法错误的是(B)A双星相互间的万有引力减小B双星做圆周运动的角速度增大C双星做圆周运动的周期增大D双星做圆周运动的半径增大解析:距离增大万有引力减小,A正确;由m1r12m2r22及r1r2r得,r1,r2,可知D正确;FGm1r12m2r22,r增大F减小, r1增大,故减小,B错;由T知C正确3美国太空总署为探测月球是否存在水分,利用一支火箭和一颗卫星连续撞击月球据天文学家测量,月球的半径约为1 800 km,月球表面的重力加速度约
5、为地球表面重力加速度的,月球表面在阳光照射下的温度可达127 ,而此时水蒸气分子的平均速率达2 km/s,下列说法正确的是(AD)A卫星撞月前应先在原绕月轨道上减速B卫星撞月前应先在原绕月轨道上加速C由于月球的第一宇宙速度大于2 km/s,所以月球表面可能有水D由于月球的第一宇宙速度小于2 km/s,所以月球表面在阳光照射下不可能有水解析:卫星撞月属于近心运动,故应在原绕月轨道上减速,选项A正确;月球的第一宇宙速度为v月,GM月g月R,g月g地,联立得v月1.7 km/s,而水蒸气分子的平均速率大于月球第一宇宙速度,故选项D正确课时作业一、单项选择题1宇宙飞船在半径为R1的轨道上运行,变轨后的
6、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(D)A线速度变小 B角速度变小C周期变大 D向心加速度变大解析:根据Gmm2rmma向得v,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;向心加速度变大,D正确2火星的质量和半径分别约为地球的和,地球表面的重力加速度为g,则火星表面的重力加速度约为(B)A0.2g B0.4g C2.5g D5g解析:由万有引力公式,在地球表面有:Gmg,在火星表面有:Gmg火,由得:g火g0.4g,故B正确3“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
7、环形山中的质量密集区上空(C)Ar、v都将略为减小Br、v都将保持不变Cr将略为减小,v将略为增大Dr将略为增大,v将略为减小解析: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,受到的万有引力即向心力会变大,故探测器的轨道半径会减小,由v得出运行速率v将增大,故选C.4天文学家发现某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动,并测出了行星的轨道半径和运动周期由此可推算出(C)A行星的质量 B行星的半径C恒星的质量 D恒星的半径解析:设测出的行星轨道半径为r,周期为T,恒星的质量为M,行星的质量为m,则由mr得,M,故C正确5宇宙中存在一些离其他恒星较远的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其他星体对
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