物理第2节 万有引力定律的应用随堂练习题

这是一份物理第2节 万有引力定律的应用随堂练习题，共6页。

1.如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，那么下列说法中正确的是（ ）


A.行星受到太阳的万有引力，万有引力提供行星圆周运动的向心力


B.行星受到太阳的万有引力，行星运动不需要向心力


C.行星同时受到太阳的万有引力和向心力


D.行星受到太阳的万有引力与它运行的向心力不相等


【答案】A;


【解析】解：A、行星受到太阳的万有引力，万有引力提供行星圆周运动的向心力，故A正确，B错误；


C、向心力是效果力，实际受力分析不分析向心力，行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源于太阳的引力．


行星受到太阳的万有引力与它运行的向心力相等，故C错误，D错误．


故选：A．





2.坐在匀速直线运动的公共汽车上的售票员,观察到车的前后门是同时关上的,地面上的观察者看到的是( )


A.同时关上


B.前门先于后门关上


C.后门先于前门关上


D.不能确定


【答案】C;


【解析】根据狭义相对论的规律则后门先于前门关上.则C正确。





3.下列关于牛顿运动定律说法中正确的是( )


A.牛顿运动三定律是牛顿在伽利略等前辈物理学家的工作基础上创造性总结出的经典力学的基本规律


B.牛顿运动三定律都是可以通过实验直接验证的


C.牛顿运动定律是自然界最普遍的规律，因此可以用来精确描述高速运动电子的运动情况


D.对于速度接近于光速的宏观物体，牛顿运动定律不适用，需要用相对论


【答案】D;


【解析】AB、牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前辈物理学家基础上，通过实验推理总结出来的，牛顿第二定律和第三定律是通过实验得出来的，故A、B错误；


CD、牛顿运动定律适用于宏观物体和低速运动，故C错误，D正确。


故选D。





4.2012年10月25日，我国成功发射第16颗北斗导航卫星，第16颗卫星与先期发射的15颗北斗导航卫星组网运行．该系统包含多颗地球同步卫星，这有助于减少我国对美国GPS导航系统的依赖．GPS是由运行周期为12小时的卫星群组成，则北斗导航系统的同步卫星与GPS导航卫星比较（ ）


A.同步卫星的线速度比GPS卫星的线速度大


B.同步卫星的角速度比GPS卫星的角速度小


C.同步卫星的向心加速度比GPS卫星的向心加速度大


D.同步卫星受地球的引力比GPS卫星受地球的引力小


【答案】B;


【解析】解：A、由题，北斗导航系统的同步卫星周期大于GPS导航卫星的周期，由根据开普勒定律得到，北斗导航系统的同步卫星的轨道半径大，由公式v=GM/r分析知道，G是常量，M是地球的质量不变，则GPS导航卫星的线速度大，故A错误；


B、由公式ω=2πT知道，北斗导航系统的同步卫星的角速度小．故B正确．


C、由公式a=GM/r2分析得知，GPS导航卫星的向心加速度大．故C错误．


D、由于不知道同步卫星和GPS卫星的质量关系，无法判断引力大小．故D错误．


故选：B





5.我国正在建设的北斗导航系统有助于减少我国对GPS导航系统的依赖．北斗导航系统中有几颗卫星是地球同步卫星，关于这几颗同步卫星，下列说法正确的是（ ）


A.运行速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度


B.绕地球运动的周期比月球绕地球运行的周期大


C.离地面的高度一定，相对地面保持静止


D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等


【答案】C;


【解析】解：成功定点后的“北斗导航卫星”，是地球同步卫星，


A、7.9km/s即第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是圆周运动的最大的环绕速度．而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据v的表达式可以发现同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故A错误；


B、“北斗导航卫星”的周期为1天，月球的周期为27天，故B错误；


C、地球同步卫星，距离地球的高度约为36000 km，高度一定，相对地面静止，故C正确；


D、地球表面向心加速度a=GM/R2=9.8m/s2，设同步卫星离地面的高度为h，则a′=GM(R0+h)2＜9.8m/s2，故D错误；


故选：C．





6.''神舟''六号运行在距地面约343km的圆形轨道上时，航天员费俊龙在飞船内连续做了四个漂亮的前滚翻动作，历时约3min.若已知地球半径为6400km，地球表面处的重力加速度为9.8m/s2，第一宇宙速度为7.9km/s，则费俊龙平均每完成一个前滚翻，''神舟''六号在相对于地心的圆形轨道上通过的路程大约是( )





B.23km


C.3.5×102km


D.1.4×103km


【答案】C;


【解析】由于''神舟''六号运行在距地面约343km的圆形轨道上，高度远远小于地球半径6400km，


所以''神舟''六号可以看成近地卫星。


第一宇宙速度为7.9km/s，也是近地卫星的环绕速度。


航天员费俊龙在飞船内连续做了四个漂亮的前滚翻动作，历时约3min，每完成一个前滚翻花45s。


所以''神舟''六号在相对于地心的圆形轨道上通过的路程s=7.9km/s×45s≈3.5×102km。


故选C。


如图所示，是同一轨道平面上的三颗质量相同的人造地球卫星，下列说法正确的是（ ）





A.三者线速度关系为：VA＜VB＜VC


B.根据万有引力定律，可知三者受到万有引力关系为：FA＞FB＞FC


C.三者角速度关系为：ωA＞ωB＞ωC


D.三者向心加速度关系为：aA＜aB＜aC


【答案】BC;


【解析】解：根据万有引力提供向心力得：GMm/r2=ma=mv2/r=mr4π2/T2=mrω2；


A、A、B、C三卫星轨道依次增加，线速依次减小，所以VA＞VB＞VC，故A错误；


B、万有引力F=GMmr2，所以三者受到万有引力关系为：FA＞FB＞FC，故B正确；


C、A、B、C三卫星轨道依次增加，线速依次减小，所以ωA＞ωB＞ωC，故C正确；


D、A、B、C三卫星轨道依次增加，线速依次减小，所以aA＞aB＞aC，故D错误；


故选：BC．





8.所有地球同步卫星下列物理量相同的是（ ）


A.速度


B.速率


C.加速度


D.轨道半径


【答案】BD;


【解析】解：A、同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，


GMm/r2=ma=mv2/r=mr4π2/T2=mrω2，同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以各个同步卫星轨道半径相同，所以所有地球同步卫星速度大小相同，即速率相等，方向可以不同，


由于速度是矢量，所以速度可以不同，故A错误，B正确，D正确；


C、向心加速度a=GM/r2，加速度方向时刻指向圆心，加速度是矢量，所以加速度可以不同，故C错误；


故选：BD．





9.若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越近的卫星（ ）


A.向心力一定越大


B.向心加速度一定越大


C.线速度一定越大


D.周期一定越大


答案】BC;


【解析】解：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有：


GMm/r2=ma=mv2/r=mr4π2/T2=mrω2


A、离地面越近的卫星r越小，但卫星质量未知，由①式，向心力不一定大，故A错误；


B、C、D、离地面越近的卫星r越小，由②③④式，加速度越大，线速度越大，周期越小，故BC正确，D错误；


故选BC．





10.下列对经典力学的说法中，不正确的是( )


A.牛顿建立了经典力学的理论体系


B.用经典力学能够解释高速列车的运动规律


C.用经典力学能解释微观高速粒子的某些现象


D.相对论和量子理论完全否定了经典力学


【答案】CD;


【解析】A. 牛顿运动定律是经典力学的核心理论，建立了经典力学体系，故A正确；


B. 高速列车的运动规律遵守牛顿运动定律，其规律属于经典力学，故B正确；


C. 用经典力学不能解释微观高速粒子的某些现象，故C错误；


D. 相对论、量子论并没有完全否定经典力学，只是提出经典力学具有局限性，故D不正确。


故选CD。





11.如图所示，圆a、b、c的圆心均在地球的自转轴线上，对环绕地球做匀速圆周运动的卫星而言（ ）


A.卫星的轨道可能是a


B.卫星的轨道可能是b


C.卫星的轨道可能是c


D.同步卫星的轨道只可能是b


【答案】ABC;


【解析】解：ABC、卫星运动过程中的向心力由万有引力提供，故地心必定在卫星轨道的中心，即地心为圆周运动的圆心．因此卫星的轨道可能为a、c，也能为b，故ABC正确；


D、而同步卫星由于其周期和地球的自转周期相同，轨道一定在赤道的上空．故同步卫星的轨道不可能为b．故D正确．


故选：ABC．


12.如果在地球上有两个事件甲、乙同时发生，一观察者坐在飞船中沿两事件的连线方向朝乙飞行，如图所示，则该观察者认为哪个事件先发生?











【答案】乙事件先发生;


【解析】以地面为参考系，甲、乙两个事件同时发生，即如在甲、乙连线的中点C放一时钟，将同时接收到来自甲、乙的信号。设想该时钟以与飞船相同的速度飞行，则先接收到来自乙的信号，后接收到来自甲的信号，即以飞船(或飞船上的人)为参考系，乙事件先发生。