人教版 (新课标)必修23.万有引力定律课时练习
展开本章以人们对天体运动逐步深入的认识过程为线索,介绍了万有引力定律的发现过程和思维方法,进而讨论了万有引力定律在天文学研究中的应用,介绍了万有引力定律在现代航空航天事业中的应用以及给人类生活所带来的重要影响。最后还对经典力学的成就、适用范围和局限性作了讨论。
本章的主干知识可用以下网络图表示:
[范例精析]
例1:(2003年全国高考题)根据美联社2002年10月7日报道,天文学家在太阳系的9大行星之外,又发现了一颗比地球小得多的新行星,而且还测得它绕太阳公转周期约为288年。若把它和地球绕太阳公转得轨道看作圆,问它与太阳的距离是地球与太阳距离得多少倍?(最后结果可用根式表示)
解析:
拓展:开普勒第三定律,揭示了行星运动轨道与运动周期之间的联系。当将行星运动轨道看成圆时,公式中的半长轴就是行星运动的轨道半径。开普勒定律不仅适用于行星,也适用于围绕同一行星运动的各个卫星。一般行星或卫星(人造卫星),涉及到轨道和周期的问题,不管是椭圆轨道还是圆轨道,在中学物理中通常可以运用开普勒第三定律分析、求解
◇学习小结◇
◇自我评价◇
A组
一、选择题
1.有两颗行星环绕某恒星运动,它们的运动周期之比为27:1,则它们的轨道半径之比为 ( )
A. 3:1 B. 9:1 C. 27:1 D. 1:9.
2.火星和地球质量之比为P,火星和地球的半径之比为q,则火星表面处和地球表面处的重力加速度之比为 ( )
A. B. C. D.。
3.中国于1986年2月1日成功发射了一颗地球同步卫星,于2002年3月25日又发射成功了“神州三号”实验飞船,飞船在太空飞行了6天18小时,环绕地球运转了108圈,又顺利返回地面,那么此卫星与飞船在轨道上正常运转比较 ( )
A.卫星运转周期比飞船大 B .卫星运转速率比飞船大
C.卫星运转加速度比飞船大 D .卫星离地高度比飞船大
4.有一种通讯卫星的轨道是圆形,并且通过地球的南北极上空,这种卫星称为“极地卫星”。它绕地球运行周期等于地球自转周期,下面关于它的说法正确的是 ( )
A.它每次从南向北经过赤道上空时,都经过地球上同一地点的上空
B. 极地卫星的轨道平面相对于太阳每天转一圈
C.极地卫星的轨道平面相对于地球每天转一圈
D.极地卫星的轨道平面相对于地球每天可以转几圈
5.环绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,距地面高度越大,以下说法中正确的是( )
A.线速度和周期越大
B.线速度和周期越小
C.线速度越大,周期越小
D.线速度越小,周期越大
6.一艘宇宙飞船在一个不知名的行星表面上空作圆形轨道运行,要测定行星的密度,只需要 ( )
A.测定飞船的环绕半径 B. 测定行星的质量
C. 测定飞船的环绕速度 D. 测定飞船环绕的周期
7.下述实验中,可在运行的太空舱里进行的是 ( )
A.用弹簧秤测物体受的重力
B.用天平测物体质量
C.用测力计测力
D.用温度计测舱内温度
8.有质量相同的甲、乙、丙三个物体,甲放在香港,乙放在上海,丙放在北京,它们各自均处于光滑水平面上随地球一起自转,则 ( )
A.它们具有相同的线速度
B.由于它们的质量相同,所以各光滑水平面对它们的支持力大小相等
C.甲物体随地球自转所需向心力最大
D.丙物体随地球自转的向心加速度最小
二、填空题
9.假设地球是一个半径为6400km的均匀圆球,一辆高速喷气车沿赤道向东运动,不计空气阻力,在车速逐渐增加的过程中,(1)它受的重力大小将______,(2)它对地球表面的压力的大小将_______,(以上两空选填变大、变小或不变)。
10.通信卫星(同步卫星)总是“停留”在赤道上空的某处。已知地球质量为M,半径为R,自转周期为T,万有引力恒量为G,则同步卫星周期是 ,离地面的高度h= 。
三、论述、计算题
11.(1998.全国高考题)宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一个小球。经过时间T,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L。若抛出时的初速度增大到2倍,则抛出点与落地点之间的距离为L。已知两落地点在同一水平面上,该行星的半径为R,万有引力常量为G,求该星球的质量M。(提示:设小球质量为m,该星球表面重力加速度为g,则)
12.已知:地球质量M=5.98×1024kg,极地半径R极=6357km,赤道半径R赤=6378km,求:
(1)在两极和赤道上质量为1kg的物体随地球自转时需要的向心力;
(2)赤道和两极处的重力加速度。
13.(2002.上海市高考题) 一卫星绕某行星做匀速圆周运动。已知行星表面的重力加速度为g行,行星的质量M与卫星的质量m之比为M/m=81,行星的半径R行与卫星的半径R卫之比R行/R卫=3.6,行星与卫星之间的距离r与行星的半径R行之比r/R行=60。设卫星表面的重力加速度为g卫,则在行星表面有:
经过计算得出:卫星表面得重力加速度为行星表面的重力加速度的三千六百分之一。上述结果是否正确?若正确,列式证明;若错误,求出正确结果。
B组
14.中子星是恒星演化过程的一种可能结果,它的密度很大。现
有一中子星,观测到它的自转周期为T=1/30s。问该中子星的最小密度应该是多少才
能维持该星体的稳定,不致因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。(引力常量
G=6.67×10-11Nm2/kg2)
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