06万有引力与航天(二)答案.docVIP

高一物理必修2（6） 万有引力与航天（二） 例1、解析：卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球对卫星的引力提供 　　 　由上述表达式可看出，r越小，v越大，T越小。当r近似为地球半径R时，v最大，T最小。在地球表面，有 　　　　则B、C可以实现。 解析：由万有引力提供同步卫星的向心力，可得 　　 　　式中M为地球质量，T为同步卫星绕地心运动的周期，亦是地球自转的周期。 　　对地面上的物体m，有 　　其中g为地面附近的重力加速度，R为地球半径　　由式得，则A、D成立。 解析：根据同步卫星可近似看作是做匀速圆周运动，万有引力充当向心力，有： 　　　　则BCD成立。 解析：对于地球赤道上随地球自转的物体，设地面对它的支持力为N，地球自转角速度为ω，则有： 　　　　由式可知，本题应选AD 解析：设地球和月球表面的重力加速度分别为g和，则地球和月球上的第一宇宙速度分别为和。物体在地球和月球表面处受到的万有引力近似等于各自受到的重力，则，所以。综合以上分析可得。　　所以B正确。 同步测试 【基础巩固】 1、AB 2、CD 3、D 4、ACD 5、C 6、D 7、C 提示： 1、　　 5、 8、答案： 解析：该星球表面的重力加速度为该行星的第一宇宙速度为 9、　　答案： 　　解：设飞船离地面高度为h，则： 　　 　　GM=gR2　　　③ 联立①②③得 10、可以测定，因为行星体积为　　 　　则 【能力提升】 1、BC 2、ACD 3、ABD 4、ABC 5、D 6、B 7、BC 提示： 4、向心力由万有引力提供，mA=mB,rArB,则FAFB;rB=rC,mBmC,则FBFC,但FA、FC大小无法比较（mAmC，rArC） 5、 6、 8、在火箭中物体受到两个力的作用，由牛顿第二定律知F－mg′=ma 　　则　　解得 9、　答案：3×105 解析：太阳质量为地球到太阳的距离，T为地球绕太阳公转的周期，地球质量m=gR2/G,g为地球表面的重力加速度，R为地球半径。 10、如图，O和O/　分别表示地球和月球的中心。在卫星轨道平面上，A是地月连心线OO/　与地月球面的公切线ACD的交点，D、C和B分别是该公切线与地球表面、月球表面和卫星圆轨道的交点。根据对称性，过A点在另一侧作地月球面的公切线，交卫星轨道于E点。卫星在运动时发出的信号被遮挡。 设探月卫星的质量为m0，万有引力常量为G ，根据万有引力定律有G＝mr ① G＝m0r1 ② 式中，T1是探月卫星绕月球转动的周期。由①②式得　　③ 设卫星的微波信号被遮挡的时间为t，则由于卫星绕月做匀速圆周运动，应有 ④ 式中， α＝∠CO/ A ，β＝∠CO/ B。由几何关系得rcosα＝R－R1　　　　　⑤ r1cosβ＝R1　　　　　⑥ 由③④⑤⑥式得 　　 t＝　　　　⑦ 评分参考：①②式各4分，④式5分，⑤⑥式各2分，⑦式3分。得到结果 的也同样给分。 【高考模拟】 1、答案：B 解析：　　天体的运动满足万有引力充当向心力即可知，可见木星与地球绕太阳运行的线速度之比，B正确。 答案：C 解析：　　“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月作圆周运动，由万有引力提供向心力有＝可得v＝（M为月球质量），它们的轨道半径分R1＝1900Km、R2＝1800Km，则v1v2＝。 答案：C 解析：　　处理本题要从所给的材料中，提炼出有用信息，构建好物理模型，选择合适的物理方法求解。黑洞实际为一天体，天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力，对黑洞表面的某一质量为m物体有：，又有，联立解得，带入数据得重力加速度的数量级为，C项正确。 答案：B 解析：　　卫星绕天体作匀速圆周运动由万有引力提供向心力有＝mR,可得＝K为常数，由重力等于万有引力＝mg，联立解得g＝，则g与成反比。 答案：第谷、开普勒、牛顿、卡文迪许 解析：　　第谷搜集记录天文观测资料、开普勒发现开普勒三定律、牛顿发现万有引力定律、卡文迪许测定万有引力常数。 答案：　　（1）　　　（2） 解析：　　（1）S2星绕人马座A*做圆周运动的向心力由人马座A*对S2星的万有引力提供，设S2星的质量为mS2，角速度为ω，周期为T，则　　 　　设地球质量为mE，公转轨道半径为rE，周期为TE，则　　 　　综合上述三式得 　　式中TE=1年　　　　rE=1天文单位　　　　代入数据可得　 　　（2）引力对粒子作用不到的地方即为无限远，此时粒子的势能为零。“处于黑洞表面的粒