高中物理五万有引力定律与航天

五、万有引力定律与航天1. 市期末 质量为m的探月航天器在接近月球外表的轨道上做匀速圆周运动. 月球质量为M，月球半径为R，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，那么A. 航天器的线速度B. 航天器的角速度C. 航天器的向心加速度a=GM/R2D. 月球外表重力加速度g=GM/R2ABP2(期末)如下列图，A为绕地球做椭圆轨道运动的卫星，B为地球同步卫星，P为A、B两轨道的交点。以下说法中正确的选项是A卫星A所受万有引力完全提供向心力B卫星B相对地面静止，一定不会与A相撞C卫星B加速后其轨道可与卫星A轨道相同D卫星A在远地点加速后其轨道可以变成比B轨道半径更大的圆轨道3二模在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动的三颗卫星、，它们的轨道半径分别为、，且,，其中为同步卫星，假设三颗卫星在运动过程中受到的向心力大小相等，那么 A相同的时间内，通过的路程最大B三颗卫星中，的质量最大C三颗卫星中，的速度最大 D绕地球运动的周期小于24小时4市联考2012年6月18日，“神舟九号飞船与“天宫一号目标飞行器成功实现自动交会对接。设地球半径为R，地球外表重力加速度为g 。对接成功后“神舟九号和“天宫一号一起绕地球运行的轨道可视为圆轨道，轨道离地球外表高度约为，运行周期为T，那么 A地球质量为2R2B对接成功后，“神舟九号飞船的线速度为C对接成功后，“神舟九号飞船里的宇航员受到的重力为零D对接成功后，“神舟九号飞船的加速度为g5. .(年市一模)理论上可以证明，质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零。假定地球的密度均匀，半径为R。假设矿底部和地面处的重力加速度大小之比为，那么矿井的深度为A. B.KRC. D.61月调研如图，O是地球球心，以下说法正确的选项是bc地球Oa赤道面dA同步卫星轨道只能与轨道a共面B同步卫星轨道只能与轨道d共面C卫星可能的轨道为c、dD卫星可能的轨道为a、b答案：AC 解析 本试题考查天体运动中万有引力提供向心力，因此，其轨道平面一定过地球球心。试题属于理解层次中的容易题。7市期末一名宇航员来到某星球上，如果该星球的质量为地球的一半它的直径也为地球的一半，那么这名宇航员在该星球上的重力是他在地球上重力的 A 4倍 B 2倍 C 05倍 D 025倍答案：B解析：由mg=GMm/R2，这名宇航员在该星球上的重力是他在地球上重力的2倍，选项B正确。8高三期末 2012年5月6日，天空出现“超级大月亮，月亮的亮度和视觉直径都大于平常，如图，究其原因，月球的绕地运动轨道实际上是一个偏心率很小的椭圆，当天月球刚好运动到近地点结合所学知识判断以下与月球椭圆轨道运动模型有关的说法中正确的选项是 A月球公转周期小于地球同步卫星的公转周期 B月球在远地点的线速度小于地球第一宇宙速度 C月球在远地点的加速度小于在近地点的加速度 D月球在远地点的机械能小于在近地点的机械能9. 市联考“空间站是科学家进行天文探测和科学试验的特殊而又重要的场所。假设目前由美国等国家研制的“空间站正在地球赤道平面内的圆周轨道上匀速率运行，其离地高度为同步卫星离地高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致。以下关于该“空间站的说法正确的有 ( ).运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度.运行的速度等于同步卫星运行速度的倍.站在地球赤道上的人观察到它向东运动.在“空间站工作的宇航员因受到平衡力而在其中悬浮或静止答案：AC解析：“空间站 运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度，选项A正确；由GMm/r2=mv2/r，解得v=。“空间站 离地高度h为同步卫星离地高度的十分之一，那么“空间站轨道半径为R+h，同步卫星轨道半径为R+10h，“空间站 运行的速度等于同步卫星运行速度的倍，选项B错误；由于“空间站运行速度大于地球自转速度，所以站在地球赤道上的人观察到“空间站向东运动，选项C正确；在“空间站工作的宇航员因完全失重而在其中悬浮或静止，选项D错误。10. 市联考年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如下列图，关于航天飞机的运动，以下说法中正确的有 ( )A在轨道上经过A的速度小于经过B的速度B在轨道上经过A的动能小于在轨道上经过A 的动能C在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期D在轨道上经过A的加速度小于在轨道上经过A的加速度11二模在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动的三颗卫星、，它们的轨道半径分别为、，且,，其中为同步卫星，假设三颗卫星在运动过程中受到的向心力大小相等，那么 A相同的时间内，通过的路程最大B三颗卫星中，的质量最大C三颗卫星中，的速度最大 D绕地球运动的周期小于24小时答案：C12. 市二诊2012年6月16日，刘旺、景海鹏、刘洋三名宇航员搭乘“神舟九号飞船飞向太空。与“天宫一号目标飞行器完成交会对接任务后，于29日10吋许乘返回舱平安返回。 返回舱在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道II, B为轨道II上的一 点，如右图所示.关于返回舱的运动，以下说法中正确的有A.在同一轨道II上经过A的速度小于经过B的速度B.在轨道II上经过A的动能大于在轨道I上经过A的动能C.在轨道I上运动的线速度大于第一宇宙速度D.在轨道II上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度13市期末调研宇宙中两个相距较近的星球可以看成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕二球心连线上的某一固定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，那么以下说法正确的选项是 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减小 D双星做圆周运动的半径增大14菏泽期末如下列图，地球球心为O，半径为R，外表的重力加速度为g，一宇宙飞船绕地球无动力飞行且做椭圆轨道运动椭圆轨道未画出。轨道上P点距地心最远，距离为3R，为研究方便，假设地球不自转且忽略空气阻力，那么 A飞船在P点的加速度一定是g/9 B飞船在P点的加速度一定是g/3C飞船经过P点的速度一定是D飞船经过P点的速度大于答案：A解析：根据万有引力定律和牛顿第二定律，飞船在P点的加速度一定是g/9，选项A正确B错误。由于宇宙飞船椭圆轨道运动，飞船经过P点的速度一定小于，选项CD错误。15. 市质检2012年6月24日中午12时，神舟九号飞船与天宫一号进行了手动交会对接。假设“天宫一号M和“神舟九号N绕地球做圆周运动的示意图如下列图，虚线为各自轨道。由此可以判定 A. M、N的运行速率均小于/s B. M的周期小于N的周期 C. M运行速率大于N的运行速率D. N必须适度加速才有可能与M实现对接16二模一宇宙飞船沿椭圆轨道绕地球运行，机械能为E，通过远地点P时，速度为v，加速度大小为a，如下列图，当飞船运动到P时实施变轨，转到圆形轨道上运行，那么飞船在轨道上运行时()A速度大于vB加速度大小为aC机械能等于ED机械能大于E17石景山期末我国古代神话中传说：地上的“凡人过一年，天上的“神仙过一天。如果把看到一次日出就当作“一天，在距离地球外表约300km高度环绕地球飞行的航天员24h内在太空中度过的“天数约为地球半径R=6400km，地球外表处重力加速度g=10m/s2 A1 B8 Cl6 D24答案：C解析：在距离地球外表约300km高度环绕地球飞行的航天员运行周期为1.5h，24h内在太空中度过的“天数约为16天，选项C正确。18市期末2012年5月6日，天空出现“超级大月亮，月亮的亮度和视觉直径都大于平常，如图，究其原因，月球的绕地运动轨道实际上是一个偏心率很小的椭圆，当天月球刚好运动到近地点结合所学知识判断以下与月球椭圆轨道运动模型有关的说法中正确的选项是 A月球公转周期小于地球同步卫星的公转周期 B月球在远地点的线速度小于地球第一宇宙速度 C月球在远地点的加速度小于在近地点的加速度D月球在远地点的机械能小于在近地点的机械能19期末我国探月卫星成功进入了绕“日地拉格朗日点的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家，如图3所示，该拉格朗日点位于太阳与地球连线的延长线上，一飞行器位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，那么此飞行器的 A向心力仅由太阳的引力提供 B周期小于地球的周期 C线速度大于地球的线速度 D向心加速度小于地球的向心加速度20.西城期末6分地球质量为M，半径为R ，自转周期为T，引力常量为G。如下列图，A为在地面附近绕地球做匀速圆周运动的卫星，B为地球的同步卫星。BRA1求卫星A运动的速度大小v；2求卫星B到地面的高度h。6分解：1对卫星A，由牛顿第二定律【2分】解得：【1分】2对卫星B，设它到地面高度为h，同理【2分】解得：【1分】21. (房山区期末) 地球半径为R，地球外表重力加速度为g，万有引力常量为G，不考虑地球自转的影响1求地球的质量M；2求地球的第一宇宙速度v；3假设卫星绕地球做匀速圆周运动且运行周期为T，求卫星距离地面的高度h.解析：(1)地表的物体受到的万有引力与物体的重力近似相等即:解得:(2)假设发射成卫星在地表运动那么卫星的重力提供向心力即:解得: (3)由卫星所需的向心力由万有引力提供可得得， 将代入得 22. 市一模某星球的质量为M，在该星球外表某一倾角为的山坡上以初速度v0平抛一物体，经过时间t该物体落到山坡上。欲使该物体不再落回该星球的外表，求至少应以多大的速度抛出该物体？不计一切阻力，万有引力常数为G.解：由题意可知，是要求该星球上的“近地卫星的绕行速度，也即为第一宇宙速度。设该星球外表处的重力加速度为g，由平抛运动规律可得tan=y/x，y=gt2，x=v0t，联立解得g=tan。对于该星球外表上的物体有：G=mg，联立解得R=。对于绕该星球做匀速圆周运动的“近地卫星，应有：mg=m联立解得:v=.23市期末联考在半径R5000km的某星球外表，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所示。竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成，将质量m0.2kg的小球，从轨道AB上高H处的某点静止滑下，用压力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应的F大小，F随H的变化关系如图乙所示横坐标每小格长度表示。求：圆轨道的半径及星球外表的重力加速度；该星球的第一宇宙速度。