1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上萬有引力定律及天體運(yùn)動補(bǔ)充作業(yè)12006年10月18日， 世界首位女“太空游客”安薩里乘坐“聯(lián)盟號”飛船，成功飛入太空，她在國際空間站逗留了9天，安薩里參與歐洲航天局的多項重要實驗， 國際空間站是進(jìn)行各種實驗的場所，所用儀器都要經(jīng)過精選，下列儀器仍然可以在空間站中使用的有( )A水銀氣壓計 B天平 C擺鐘 D多用電表2在圓軌道上運(yùn)動的質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星，它到地面的距離等于地球半徑R，地面上的重力加速度為g，則（ ）A衛(wèi)星運(yùn)動的速度為B衛(wèi)星運(yùn)動的周期為C衛(wèi)星運(yùn)動的加速度為gD衛(wèi)星的動能為mgR3太陽系中的第二大行星土星的衛(wèi)星眾多，目前已發(fā)現(xiàn)達(dá)數(shù)十顆。下表是有關(guān)土衛(wèi)五

2、和土衛(wèi)六兩顆衛(wèi)星的一些參數(shù)。則兩衛(wèi)星相比較，下列判斷正確的是（ ）衛(wèi)星距土星的距離km半徑/km質(zhì)量/kg發(fā)現(xiàn)者發(fā)現(xiàn)日期土衛(wèi)五7652.49×1021卡西尼1672土衛(wèi)六25751.35×1023惠更斯1655A土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)周期更小 B土星對土衛(wèi)六的萬有引力更大C土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)角速度小 D土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)線速度小第3題圖地球春分點火星雙魚座太陽水瓶座42003年8月29日，火星、地球和太陽處于三點一線上，上演了“火星沖日”的天象奇觀，這是6萬年來火星距地球最近的一次，與地球之間的距離只有5 576萬公里，為人類研究火星提供了最佳時機(jī)如圖所示為美國宇航局最新公布的“火星沖日”的虛擬

3、圖，則（）A2003年8月29日，火星的線速度大于地球的線速度B2003年8月29日，火星的加速度大于地球的加速度C2004年8月29日，必將產(chǎn)生下一個“火星沖日”D火星離地球最遠(yuǎn)時，火星、太陽、地球三者必在一條直線上5“神舟”六號載人飛船在運(yùn)行中，因受高空稀薄空氣的阻力作用，繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道會慢慢改變。每次測量中飛船的運(yùn)動可近似看作圓周運(yùn)動。某次測量飛船的軌道半徑為r1，后來變?yōu)閞2，r2<r1。以Ek1、Ek2表示飛船在這兩個軌道上的動能，T1、T2表示飛船在這兩個軌道上繞地球運(yùn)動的周期，則 （ ）AEk2Ek1，T2T1 BEk2Ek1，T2T1CEk2Ek1，T2T1 DEk2E

4、k1，T2T16 “探路者”號宇宙飛船在宇宙深處飛行過程中，發(fā)現(xiàn)A、B兩顆天體各有一顆靠近表面飛行的衛(wèi)星，并測得兩顆衛(wèi)星的周期相等，以下判斷正確的是（ ）A天體A、B表面的重力加速度與它們的半徑成正比B兩顆衛(wèi)星的線速度一定相等C天體A、B的質(zhì)量一定相等D天體A、B的密度一定相等7已知某天體的第一宇宙速度為8 km/s，則高度為該天體半徑的宇宙飛船的運(yùn)行速度為（ ）A2km/s B4 km/s C4 km/s D8 km/s92007年4月24日，瑞士天體物理學(xué)家斯蒂芬妮·尤德里(右)和日內(nèi)瓦大學(xué)天文學(xué)家米歇爾·邁耶（左）拿著一張繪制圖片，圖片上顯示的是在紅矮星581（圖片右

5、上角）周圍的行星系統(tǒng)。這一代號“581c”的行星距離地球約190萬億公里，正圍繞一顆比太陽小、溫度比太陽低的紅矮星運(yùn)行?，F(xiàn)已測出它的質(zhì)量約是地球的6倍，其表面重力加速度是地球表面重力加速度的1.6倍，則該行星的半徑和地球的半徑之比為（ ）A. B. 1:1 C. D. 無法確定10組成星球的物質(zhì)是靠引力吸引在一起的，這樣的星球有一個最大的自轉(zhuǎn)速率如果超過了該速率，星球的萬有引力將不足以維持其赤道附近的物體做圓周運(yùn)動由此能得到半徑為R、密度為、質(zhì)量為M且均勻分布的星球的最小自轉(zhuǎn)周期T下列表達(dá)式中正確的是 （ ）AT=2 BT=2CT= DT=11人造地球衛(wèi)星可以繞地球做勻速圓周運(yùn)動，也可以沿橢圓

6、軌道繞地球運(yùn)動。對于沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動的衛(wèi)星，以下說法正確的是 （ ）A近地點速度一定大于7.9 km/sB近地點速度一定在7.9 km/s11.2 km/s之間C近地點速度可以小于7.9 km/sD遠(yuǎn)地點速度一定小于在同高度圓軌道上的運(yùn)行速度12已知物體從地球上的逃逸速度（第二宇宙速度）v2=，其中G、ME、RE分別是引力常量、地球的質(zhì)量和半徑。已知G=6.67×10-11 N·m2/kg2，c=3.0×108 m/s。根據(jù)以上信息，完成下列問題：（1）逃逸速度大于真空中光速的天體叫做黑洞，設(shè)某黑洞的質(zhì)量等于太陽的質(zhì)量M=2.0×1030 kg，則它

7、的可能最大半徑為_m（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）（2）在目前天文觀測范圍內(nèi)，物質(zhì)的平均密度為10-27 kg/m3，如果認(rèn)為我們的宇宙是這樣一個均勻大球體，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c，因此任何物體都不能脫離宇宙，則宇宙的半徑至少為_（寫出表達(dá)式）132005年10月12日上午9時，“神州”六號載人飛船發(fā)射升空?；鸺c火起飛，588秒后，飛船與火箭分離，準(zhǔn)確入軌，進(jìn)入橢圓軌道運(yùn)行。飛船飛行到第5圈實施變軌，進(jìn)入圓形軌道繞地球飛行。Rh1h2設(shè)“神州”六號飛船質(zhì)量為m，當(dāng)它在橢圓軌道上運(yùn)行時，其近地點距地面高度為h1，飛船速度為v1，加速度為a1；在遠(yuǎn)地點距地面高度為h2，飛船速度為

8、v2.已知地球半徑為R（如圖所示），求飛船（1）由遠(yuǎn)地點到近地點萬有引力所做的功（2）在遠(yuǎn)地點的加速度a214繼神秘的火星之后，土星也成了全世界關(guān)注的焦點！經(jīng)過近7年35.2億公里在太空中風(fēng)塵仆仆的穿行后，美航空航天局和歐航空航天局合作研究的“卡西尼”號土星探測器于美國東部時間2004年6月30日（北京時間7月1日）抵達(dá)預(yù)定軌道，開始“拜訪”土星及其衛(wèi)星家族。這是人類首次針對土星及其31顆已知衛(wèi)星最詳盡的探測！若“卡西尼”號探測器進(jìn)入繞土星飛行的軌道，在半徑為R的土星上空離土星表面高的圓形軌道上繞土星飛行，環(huán)繞周飛行時間為.試計算土星的質(zhì)量和平均密度。15 2005年10月12日，我國成功發(fā)射

9、了“神州”六號載人飛船。這是繼2003年10月15日神舟五號載人飛船成功發(fā)射之后，人類探索太空歷史上的又一次重要成就。這次執(zhí)行任務(wù)的長二F型運(yùn)載火箭，全長58.3 m，起飛質(zhì)量為479.8 t，剛起飛時，火箭豎直升空，航天員費(fèi)俊龍、聶海勝有較強(qiáng)的超重感，儀器顯示他們對座艙的最大壓力達(dá)到他們體重的5倍。飛船入軌之后，在115.5 h內(nèi)環(huán)繞地球飛行77圈，將飛船的軌道簡化為圓形，求（1）點火發(fā)射時，火箭的最大推力。（g取10m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）飛船運(yùn)行軌道與地球同步衛(wèi)星軌道的半徑之比（可以保留根號）16如圖所示為宇宙中一恒星系的示意圖，A為該星系的一顆行星，它繞中央恒星O運(yùn)行軌道

10、近似為圓，天文學(xué)家觀測得到A行星運(yùn)動的軌道半徑為R0，周期為T0。（1）中央恒星O的質(zhì)量是多大？（2）長期觀測發(fā)現(xiàn)，A行星實際運(yùn)動的軌道與圓軌道總有一些偏離，且周期性的每隔t0時間發(fā)生一次最大的偏離，天文學(xué)家認(rèn)為形成這種現(xiàn)象的原因可能是A行星外側(cè)還存在著一顆未知的行星B（假設(shè)其運(yùn)行軌道與A在同一平面內(nèi)，且與A的繞行方向相同），它對A行星的萬有引力引起A軌道的偏離。根據(jù)上述現(xiàn)象和假設(shè)，你能對未知行星B的運(yùn)動得到哪些定量的預(yù)測？考點精煉參考答案1D 國際空間站繞地球作圓周運(yùn)動， 處于失重狀態(tài). 水銀氣壓計利用空氣壓力與水銀柱重力平衡測定氣壓， 故水銀氣壓計無法使用; 天平利用兩側(cè)重力平衡測定質(zhì)量，

11、 故天平無法使用; 擺鐘擺動的動力為重力， 故擺鐘無法使用; 多用電表與重力無關(guān)， 故仍可使用。 2B（根據(jù)向心力和萬有引力公式得：，可得衛(wèi)星的動能為mgR，衛(wèi)星運(yùn)動的速度為，衛(wèi)星運(yùn)動的加速度為g，衛(wèi)星運(yùn)動的周期為。）3AB（可得土星對土衛(wèi)六的萬有引力更大；有開普勒定律得：，可知土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)周期更?。桓鶕?jù)可知土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)角速度大；根據(jù)土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)線速度大。）4D 萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得，可以確定，離太陽越遠(yuǎn)向心加速度和線速度都越小，故AB都不正確；由題干提供的信息“這是6萬年來火星距地球最近的一次”，可知C選項不正確。故正確答案為D。5C （由可知，C正確）6AD （由知，A正確

12、；由，因兩顆天體半徑R不確定，故B不正確。由知，C不正確；由得D正確。故選AD）7C（天體的第一宇宙速度設(shè)為v1，有GMm/R2=mv12/R，宇宙飛船運(yùn)行速度設(shè)為v2，有GMm/（2R）2=mv22/2R，解兩式得v2=4 km/s，故選項C正確）8AD（若該環(huán)是土星的一部分，由v=R，則vR；若該環(huán)是土星的衛(wèi)星群，由GMm/R2=mv2/R，則v21/R。故選項AD 正確。）9A解析：由星球表面處的重力近似等于萬有引力，可得：，可得：。10AD（如果萬有引力不足以充當(dāng)向心力，星球就會解體，據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律得：GR 得T=2，又因為M=R3，所以T=）11CD（本題考查學(xué)生對第一宇宙速度的理解，以及對衛(wèi)星能沿橢圓軌道運(yùn)動條件的理解。本題極易錯選A）12（1）3×103；（2）13解：（1）由動能定理得，由遠(yuǎn)地點到近地點萬有引力所做的功 （2）在近地點，由牛頓第二定律得 在遠(yuǎn)地點有 由以上兩式得 14解析：設(shè)“卡西尼”號的質(zhì)量為m，土星的質(zhì)量為M. “卡西尼”號圍繞土星的中心做勻速圓周運(yùn)動，其向心力由萬有引力提供. 由題意 所以：又 得 15解：（1）對宇航員進(jìn)行受力分析，并由牛頓第二定律得N=5mg， 對火箭應(yīng)用牛頓第二定律得 由以上兩式解得 N（2）飛船運(yùn)行周期1.5