專題07萬(wàn)有引力與宇宙航行

目錄

第一部分明晰學(xué)考要求·精準(zhǔn)復(fù)習(xí)

第二部分基礎(chǔ)知識(shí)梳理·全面提升

第三部分考點(diǎn)精講精練·對(duì)點(diǎn)突破

考點(diǎn)一：行星的運(yùn)動(dòng)

考點(diǎn)二：萬(wàn)有引力定律

考點(diǎn)三：萬(wàn)有引力理論的成就

考點(diǎn)四：宇宙航行

考點(diǎn)五：相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性

第四部分實(shí)戰(zhàn)能力訓(xùn)練·滿分必刷

1、了解行星的運(yùn)動(dòng)；

2、了解萬(wàn)有引力定律；

3、了解萬(wàn)有引力理論的成就；

4、了解宇宙航行；

5、了解相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性。

知識(shí)點(diǎn)一、行星的運(yùn)動(dòng)

l．兩種對(duì)立的學(xué)說(shuō)

（1）地心說(shuō)：地球是宇宙的中心，并且靜止不動(dòng)，太陽(yáng)、月亮以及其它一切行星都圍繞地球做圓周運(yùn)

動(dòng)。

（2）日心說(shuō)：太陽(yáng)是宇宙中心并且靜止不動(dòng)，地球和其他行星都繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)。

（3）它們的局限性：都把天體的運(yùn)動(dòng)看得很神圣，認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)必然是最完美、最和諧的勻速圓周

運(yùn)動(dòng)，但計(jì)算所得的數(shù)據(jù)和丹麥天文學(xué)家第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)不符。

2．開普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律內(nèi)容

德國(guó)人開普勒在“日心說(shuō)”的基礎(chǔ)上，總結(jié)了關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的三條規(guī)律，即：

（1）第一定律（軌道定律）：所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是，太陽(yáng)處在的一個(gè)焦點(diǎn)上。

（2）第二定律（面積定律）：對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的相等。

（3）第三定律（周期定律）：所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的跟它的公轉(zhuǎn)周期的的比值都相

a3

等。＝k，k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量。

T2

知識(shí)點(diǎn)二、萬(wàn)有引力定律

1．月—地檢驗(yàn)

（1）檢驗(yàn)?zāi)康模壕S持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與地球上蘋果下落的力是否為同一性質(zhì)的力。

（2）結(jié)論：加速度關(guān)系也滿足“平方反比”規(guī)律。證明兩種力為同種性質(zhì)的力。

2．萬(wàn)有引力定律

（1）內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成，

跟它們的距離的二次方成。

（2）公式：F=。式中，質(zhì)量的單位用kg，距離的單位用m，力的單位用N，G稱為。

（3）意義：萬(wàn)有引力定律清楚地向人們揭示，復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的后面隱藏著簡(jiǎn)潔的科學(xué)規(guī)律；它明確地向人

們宣告，天上和地下都遵循著完全相同的科學(xué)法則，人類認(rèn)識(shí)自然界有了質(zhì)的飛躍。

（4）萬(wàn)有引力定律適用的條件

①嚴(yán)格地說(shuō)，萬(wàn)有引力定律只適用于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用。不存在當(dāng)r→0，F(xiàn)→∞。

②兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體間的相互作用，也可用本定律來(lái)計(jì)算，其中r是兩個(gè)球體球心間的距離。

3．引力常量G：

（1）1789年，英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許用“扭秤實(shí)驗(yàn)”（如圖所示）比較準(zhǔn)確地測(cè)出了G的數(shù)值。

（2）標(biāo)準(zhǔn)值為G=6.67259×10-11N·m2/kg2，通常取G=6.67×10-11N·m2/kg2。

適用于任何兩個(gè)物體，它在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是1kg的物體相距1m時(shí)的相互作用力。

（3）測(cè)定G值的意義：證明了萬(wàn)有引力的存在；使萬(wàn)有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值。

知識(shí)點(diǎn)三、萬(wàn)有引力理論的成就

1．計(jì)算地球的質(zhì)量

（1）原理：若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，地面上質(zhì)量為m的物體所受的重力近似等于地球?qū)ξ矬w的引力。

（2）關(guān)系式：mg＝

gR2

（3）結(jié)果：地球的質(zhì)量為M＝＝5.96×1024kg。

G

2．計(jì)算天體的質(zhì)量

（1）原理：將天體的運(yùn)動(dòng)近似看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力來(lái)提供。

Mm2

（2）關(guān)系式：G＝mr（）2

r2T

4π2r3

（3）結(jié)果：M＝。

GT2

3．天體密度的計(jì)算

M

（）一般思路：若天體半徑為，則天體的密度＝M＝，將質(zhì)量代入可求得密度。

1Rρ4

VπR3

3

Mm4π2

（2）結(jié)果：設(shè)星體繞天體運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，周期為T，天體的半徑為R，則有G＝mr和M

r2T2

4π2r3

4M23πr3

＝ρ·πR3，由兩式得ρ＝＝GT＝。

3434GT2R3

πRπR3

33

4π2r3M

特殊情況：當(dāng)衛(wèi)星環(huán)繞天體表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軌道半徑r可認(rèn)為等于天體半徑R，依據(jù)M＝，ρ＝，

24

GTπR3

3

3π

R＝r，可得：ρ＝。

GT2

4．發(fā)現(xiàn)未知天體

（1）海王星的發(fā)現(xiàn)：英國(guó)劍橋大學(xué)的學(xué)生亞當(dāng)斯和法國(guó)年輕的天文學(xué)家勒維耶根據(jù)天王星的觀測(cè)資料，

利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算出天王星外“新”行星的軌道。1846年9月23日，德國(guó)的伽勒在勒維耶預(yù)言的位置

附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星——海王星。

（2）其他天體的發(fā)現(xiàn)：近100年來(lái)，人們?cè)诤Ｍ跣擒壍乐庥职l(fā)現(xiàn)了閔王星、鬩神星等幾個(gè)較大的天

體。

知識(shí)點(diǎn)四、宇宙航行

1．宇宙速度

（1）衛(wèi)星的運(yùn)行速度和發(fā)射速度

GM

①運(yùn)行速度：是指衛(wèi)星在進(jìn)入運(yùn)行軌道后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，滿足v＝，其大小隨

r

軌道半徑的增大而減小，當(dāng)r為地球半徑（近地衛(wèi)星）時(shí)，對(duì)應(yīng)的速度有最大值v＝。

②發(fā)射速度：是指衛(wèi)星在地面附近離開發(fā)射裝置的初速度（相對(duì)地球），第一、二、三宇宙速度都是

指衛(wèi)星相對(duì)于地球的不同發(fā)射速度，衛(wèi)星在發(fā)射過(guò)程中要克服地球引力做功，發(fā)射越遠(yuǎn)所需發(fā)射速度越大，

最小發(fā)射速度為第一宇宙速度v＝。

（2）三個(gè)宇宙速度

①第一宇宙速度：v1=。是人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行（圓周）的最大速度，也是人造地球衛(wèi)星

的發(fā)射速度。又叫環(huán)繞速度，是人造地球衛(wèi)星在環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的速度。

②第二宇宙速度：v2=。衛(wèi)星脫離地球引力的束縛，成為繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的人造行星或飛到其他行星

上去所必需的最小發(fā)射速度。又叫脫離速度。

③第三宇宙速度：v3=。衛(wèi)星脫離太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系以外的宇宙空間所必需的最小發(fā)

射速度。又叫逃逸速度。

（3）宇宙速度的意義

當(dāng)發(fā)射速度v與宇宙速度分別有如下關(guān)系時(shí)，被發(fā)射物體的運(yùn)動(dòng)情況將有所不同。

①當(dāng)vv1時(shí)，被發(fā)射物體最終仍將落回地面；

②當(dāng)v1vv2時(shí)，被發(fā)射物體將環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)，成為地球衛(wèi)星；

③當(dāng)v2vv3時(shí)，被發(fā)射物體將脫離地球束縛，成為環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的“人造行星”；

④當(dāng)vv3時(shí)，被發(fā)射物體將從太陽(yáng)系中逃逸。

（4）宇宙速度與運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系

①v環(huán)≤km/s時(shí)，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

②km/s<v發(fā)<km/s，衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的軌跡為橢圓。

③km/s≤v發(fā)<km/s，衛(wèi)星繞太陽(yáng)做橢圓運(yùn)動(dòng)。

④v發(fā)≥km/s，衛(wèi)星將掙脫太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系以外的空間。

2．人造衛(wèi)星的加速度、線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系

根據(jù)已知條件選擇向心加速度的表達(dá)式便于計(jì)算。

Mmv2

由于衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以地球?qū)πl(wèi)星的引力充當(dāng)衛(wèi)星所需的向心力，于是有G＝m＝

r2r

2

24π

mωr＝mr＝ma向＝mg。

T2

由此可以總結(jié)得出下面的定性結(jié)論：

（1）當(dāng)r取其最小值（地球半徑R）時(shí)，T取得最小值。Tmin≈。

（2）a、v、ω、T均與衛(wèi)星質(zhì)量無(wú)關(guān)，只由軌道半徑和中心天體質(zhì)量共同決定，所有參量的比較，最

終歸結(jié)到半徑的比較。

（3）距離中心天體越近，軌道半徑越小r↓，周期，線速度、角速度、向心加速度，

即只有周期與半徑變化。

準(zhǔn)確地說(shuō)：①T∝；②v∝；③ω∝；④a∝。

3．同步衛(wèi)星

（1）定義：相對(duì)于地面且與地球自轉(zhuǎn)具有周期的衛(wèi)星叫地球同步衛(wèi)星，又叫通信衛(wèi)星。

（2）同步衛(wèi)星的七個(gè)一定

同步衛(wèi)星的軌道平面、周期、角速度、高度、速率、繞行方向、向心加速度都是一定的。

①同步衛(wèi)星的周期地球的自轉(zhuǎn)周期。即同步衛(wèi)星的周期為定值，大小為T=24h＝8.64×10s。

②同步衛(wèi)星離地面的高度是的，離地面的高度為h＝3.6×107m為一定值。

③同步衛(wèi)星的線速度是確定的。v＝3.08km/s為一定值，但它小于第一宇宙速度。

④同步衛(wèi)星只能位于赤道上空。衛(wèi)星運(yùn)行的圓形軌道必須與地球的赤道平面重合。

⑤衛(wèi)星在軌道上的位置也是確定的。每顆同步衛(wèi)星都定點(diǎn)在世界衛(wèi)星組織規(guī)定的位置上。

2

⑥向心加速度大小一定an0.23m/s，所有同步衛(wèi)星由于到地心距離相同，所以，它們繞地球運(yùn)動(dòng)的向心

加速度大小都相同，等于軌道處的重力加速度。

知識(shí)點(diǎn)五、相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性

1．相對(duì)論時(shí)空觀

（1）愛(ài)因斯坦假設(shè)：在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式都是相同的；真空中的光速在不同的慣

性參考系中大小都是相同的。

（2）相對(duì)論的兩個(gè)效應(yīng)

①時(shí)間延緩效應(yīng)：如果相對(duì)于地面以v運(yùn)動(dòng)的慣性參考系上的人觀察到與其一起運(yùn)動(dòng)的物體完成某個(gè)

動(dòng)作的時(shí)間間隔為Δτ，地面上的人觀察到該物體在同一地點(diǎn)完成這個(gè)動(dòng)作的時(shí)間間隔為Δt，那么兩者之間的

Δτ

關(guān)系是Δt＝。（運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢）

v

1－2

c

Δt與Δτ的關(guān)系總有Δt＞Δτ，即物理過(guò)程的快慢（時(shí)間進(jìn)程）與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。

②長(zhǎng)度收縮效應(yīng)：如果與桿相對(duì)靜止的人測(cè)得桿長(zhǎng)是l0，沿著桿的方向，以v相對(duì)桿運(yùn)動(dòng)的人測(cè)得桿長(zhǎng)

v2

是l，那么兩者之間的關(guān)系是l＝l01－。（運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度會(huì)收縮）

c

l與l0的關(guān)系總有l(wèi)l0，即運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度（空間距離）跟物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

2．牛頓力學(xué)的成就與局限性

（1）牛頓力學(xué)的成就：牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)是牛頓運(yùn)動(dòng)定律，萬(wàn)有引力定律的建立與應(yīng)用更是確立了人們

對(duì)牛頓力學(xué)的尊敬。

（2）牛頓力學(xué)的局限性：牛頓力學(xué)的適用范圍是、運(yùn)動(dòng)的物體。

①當(dāng)物體以接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有些規(guī)律與牛頓力學(xué)的結(jié)論不相同。

②電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律在很多情況下不能用牛頓力學(xué)來(lái)說(shuō)明。

練

考點(diǎn)一、行星的運(yùn)動(dòng)

【典型例題1】如圖所示，為地球沿橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的五個(gè)位置，分別對(duì)應(yīng)我國(guó)的五個(gè)節(jié)氣，

下列說(shuō)法正確的是（）

A．夏至?xí)r地球公轉(zhuǎn)的速度最大

B．冬至到夏至，地球公轉(zhuǎn)的速度逐漸減小

C．從冬至到春分的時(shí)間大于地球公轉(zhuǎn)周期的四分之一

D．從冬至到春分的時(shí)間等于春分到夏至的時(shí)間

【典型例題2】關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）

A．關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)，早期有地心說(shuō)與日心說(shuō)之爭(zhēng)，日心說(shuō)理論是完美無(wú)缺的

B．所有行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，且近日點(diǎn)速度小，遠(yuǎn)日點(diǎn)速度大

a3

C．開普勒第三定律＝k，式中k的值與中心天體的質(zhì)量有關(guān)

T2

D．衛(wèi)星圍繞行星運(yùn)動(dòng)不滿足開普勒第三定律

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】如圖所示，某行星繞太陽(yáng)運(yùn)行，在軌道上所標(biāo)的四個(gè)位置處，速度最小的是（）

A．a(chǎn)點(diǎn)B．b點(diǎn)

C．c點(diǎn)D．d點(diǎn)

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】太陽(yáng)系內(nèi)八大行星沿橢圓軌道繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知（）

A．太陽(yáng)處在橢圓的中心

B．水星運(yùn)行過(guò)程中速率不變

C．火星的公轉(zhuǎn)周期比地球的大

D．相同時(shí)間內(nèi)，金星與太陽(yáng)的連線掃過(guò)的面積等于木星與太陽(yáng)的連線掃過(guò)的面積

考點(diǎn)二、萬(wàn)有引力定律

【典型例題1】?jī)蓚€(gè)質(zhì)量相等的均勻球形物體，兩球心相距r，他們之間的萬(wàn)有引力為F，若它們的質(zhì)

量都加倍，兩球心的距離也加倍，它們之間的萬(wàn)有引力為（）

11

A．4FB．FC．FD．F

42

【典型例題2】重力是由萬(wàn)有引力產(chǎn)生的，以下說(shuō)法中正確的是（）

A．同一物體在地球上任何地方的重力都一樣

B．物體從地球表面移到空中，其重力變大

C．同一物體在赤道上的重力比在兩極處小些

D．繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的飛船中的物體處于失重狀態(tài)，不受地球的引力

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】下列關(guān)于萬(wàn)有引力定律的說(shuō)法正確的是（）

A．兩物體間的萬(wàn)有引力不遵循牛頓第三定律

B．兩物體間的距離趨近0時(shí)，物體不能看成質(zhì)點(diǎn)

C．只適用于質(zhì)量、半徑較小的天體，天體半徑大就不能用此公式計(jì)算萬(wàn)有引力

D．牛頓總結(jié)得出萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式，同時(shí)也測(cè)定出了引力常量G的值

1

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】要使相距較遠(yuǎn)的兩物體間的萬(wàn)有引力減小到原來(lái)的，下列辦法不可行的是（）

4

A．使兩物體的質(zhì)量各減少一半，距離不變

1

B．使其中一個(gè)物體的質(zhì)量減小到原來(lái)的，距離不變

4

C．使兩物體間的距離增大為原來(lái)的2倍，質(zhì)量不變

1

D．使兩物體間的距離和質(zhì)量都減少到原來(lái)的

2

考點(diǎn)三、萬(wàn)有引力理論的成就

【典型例題1】一星球半徑和地球半徑相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，則該

星球質(zhì)量是地球質(zhì)量的（忽略地球、星球的自轉(zhuǎn)）（）

A．1倍B．2倍

C．3倍D．4倍

【典型例題2】下列說(shuō)法正確的

A．海王星是人們直接應(yīng)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算出軌道而發(fā)現(xiàn)的

B．天王星是人們依據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算出軌道而發(fā)現(xiàn)的

C．海王星是人們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的太空觀測(cè)而發(fā)現(xiàn)的

D．天王星的運(yùn)行軌道與由萬(wàn)有引力定律計(jì)算的軌道存在偏差，其原因是天王星受到軌道外的行星的引

力作用，由此人們發(fā)現(xiàn)了海王星

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】2022年11月27日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用“長(zhǎng)征二號(hào)”丁運(yùn)載火箭，成功將“遙

感三十六號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。若已知該衛(wèi)星在預(yù)定軌道上

繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其線速度大小為v，角速度為ω，引力常量為G，則地球的質(zhì)量為（）

v3v2

A．B．

GωGω

v3v2

C．D．

Gω2Gω2

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知

A．太陽(yáng)位于木星運(yùn)行軌道的中心

B．火星和木星繞太陽(yáng)運(yùn)行速度的大小始終相等

C．火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長(zhǎng)軸之比的立方

D．相同時(shí)間內(nèi)，火星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積等于木星與太陽(yáng)連線掃過(guò)的面積

考點(diǎn)四、宇宙航行

【典型例題1】關(guān)于地球的第一宇宙速度，下列說(shuō)法正確的是（）

A．第一宇宙速度與地球的質(zhì)量無(wú)關(guān)

B．第一宇宙速度大小為11.2km/s

C．達(dá)到第一宇宙速度的物體就脫離太陽(yáng)系的束縛

D．第一宇宙速度是物體在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度

【典型例題2】如圖所示是小張畫的人造地球衛(wèi)星軌道示意圖，其中圓軌道a、c、d的圓心均與地心重

合，a與赤道平面重合，b與某一緯線圈共面，c與某一經(jīng)線圈共面。下列說(shuō)法正確的是（）

A．a(chǎn)、b、c、d都有可能是衛(wèi)星的軌道

B．軌道a上的衛(wèi)星一定是同步衛(wèi)星

C．軌道c上的衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定小于7.9km/s

D．軌道a上的衛(wèi)星運(yùn)行速率可能與軌道d上衛(wèi)星的相同

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器于2020年7月23日發(fā)射升空，歷經(jīng)200多天的飛行，于2021年

5月15日上午8點(diǎn)20分左右，成功降落火星，如圖所示。這是我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)火星著陸。下列說(shuō)法正確的是

（）

A．火星探測(cè)器的發(fā)射速度應(yīng)小于地球的第一宇宙速度

B．火星探測(cè)器的發(fā)射速度應(yīng)介于地球的第一和第二宇宙速度之間

C．火星探測(cè)器的發(fā)射速度應(yīng)介于地球的第二和第三宇宙速度之間

D．火星探測(cè)器的發(fā)射速度應(yīng)大于地球的第三宇宙速度

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】如圖所示，是同一軌道平面內(nèi)的三顆人造地球衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是

A．根據(jù)v＝gr，可知vA<vB<vC

B．根據(jù)萬(wàn)有引力定律，可知FA>FB>FC

C．角速度ωA>ωB>ωC

D．向心加速度aA<aB<aC

考點(diǎn)五、相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性

【典型例題1】設(shè)某人在速度為0.5c的飛船上打開一個(gè)光源，（c為真空中傳播的光速）則下列說(shuō)法正

確的是（）

A．飛船正前方地面上的觀察者看到這一光速為1.5c

B．飛船正后方地面上的觀察者看到這一光速為0.5c

5

C．在垂直飛船前進(jìn)方向地面上的觀察者看到這一光速是c

2

D．在地面上任何地方的觀察者看到的光速都是c

【典型例題2】關(guān)于牛頓力學(xué)理論，下述說(shuō)法中正確的是（）

A．牛頓力學(xué)適用于宏觀、低速、弱引力場(chǎng)

B．相對(duì)論和量子力學(xué)證明了牛頓力學(xué)是錯(cuò)誤和過(guò)時(shí)的

C．牛頓力學(xué)認(rèn)為時(shí)空是相對(duì)的

D．牛頓力學(xué)可以預(yù)言各種尺度下的運(yùn)動(dòng)

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】假設(shè)地面上有一火車以接近光速的速度運(yùn)行，其內(nèi)站立著一個(gè)中等身材的人，站在路旁

的人觀察車?yán)锏娜?，觀察的結(jié)果是（）

A．這個(gè)人是一個(gè)矮胖子

B．這個(gè)人是一個(gè)瘦高個(gè)子

C．這個(gè)人矮但不胖

D．這個(gè)人瘦但不高

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】下列運(yùn)動(dòng)中，不能用牛頓力學(xué)規(guī)律描述的是（）

A．子彈的飛行

B．粒子接近光速運(yùn)動(dòng)

C．“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車從廣州向北京奔馳

D．神舟十三號(hào)飛船繞地球運(yùn)動(dòng)

1．下列說(shuō)法符合史實(shí)的是（）

A．開普勒在牛頓運(yùn)動(dòng)定律的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

B．牛頓建立的經(jīng)典力學(xué)可以解決自然界中所有的問(wèn)題

C．伽利略發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量

D．卡文迪什第一次在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)出了引力常量

m1m2

2．關(guān)于萬(wàn)有引力及其計(jì)算公式F＝G，下列說(shuō)法正確的是（）

r2

A．萬(wàn)有引力只存在于質(zhì)量很大的兩個(gè)物體之間

B．根據(jù)公式知，r趨近于0時(shí)，F(xiàn)趨近于無(wú)窮大

C．相距較遠(yuǎn)的兩物體質(zhì)量均增大為原來(lái)的2倍，它們之間的萬(wàn)有引力也會(huì)增加到原來(lái)的2倍

D．地球半徑為R，將一物體從地面發(fā)射至離地面高度為h處時(shí)，物體所受萬(wàn)有引力減小到原來(lái)的一半，

則h＝（2－1）R

3．地球的半徑為R，某衛(wèi)星在地球表面所受地球?qū)ζ淙f(wàn)有引力為F，則該衛(wèi)星在離地面高度約5R的軌

道上，受到地球?qū)ζ淙f(wàn)有引力約為（）

FF

A．5FB．6FC．D．

2536

4．2022年7月13日，我國(guó)第二代靜止衛(wèi)星“天鏈二號(hào)03星”發(fā)射成功。下列關(guān)于靜止衛(wèi)星的說(shuō)法正確

的是（）

A．如果需要可以定點(diǎn)在南京的上空

B．不同的靜止衛(wèi)星周期一定相同

C．不同的靜止衛(wèi)星高度一定不同

D．靜止衛(wèi)星加速后可能撞上前面的靜止衛(wèi)星

5．神舟十四號(hào)在軌期間開展多項(xiàng)航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，此項(xiàng)活動(dòng)對(duì)航天醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著重要意義。已知地球半

徑為R，神舟十四號(hào)的運(yùn)行軌道距離地心約為1.06R，可以近似看成圓周運(yùn)動(dòng)。地球靜止衛(wèi)星距離地心約為

6.6R，下列說(shuō)法正確的是（）

A．神舟十四號(hào)在軌運(yùn)行的角速度比靜止衛(wèi)星大

B．神舟十四號(hào)在軌運(yùn)行的線速度比靜止衛(wèi)星小

C．神舟十四號(hào)相對(duì)地面保持靜止

D．神舟十四號(hào)在軌運(yùn)行的速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度

6．2019年1月，我國(guó)嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功在月球背面軟著陸。在探測(cè)器“奔向”月球的過(guò)程中，用h

表示探測(cè)器與地球表面的距離，F(xiàn)表示它所受的地球引力，能夠描述F隨h變化關(guān)系的圖像是

7．我國(guó)已經(jīng)成功發(fā)射北斗COMPASS—G1地球同步衛(wèi)星。據(jù)了解，這是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)射的第三

顆地球同步衛(wèi)星．則對(duì)于這三顆已發(fā)射的同步衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是

A．它們的運(yùn)動(dòng)速度大小相等，且都小于7.9km/sB．它們的運(yùn)行周期可能不同

C．它們離地心的距離可能不同D．它們的向心加速度與靜止在赤道上的物體的向心加速度大小相等

8．2015年12月，我國(guó)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”發(fā)射升空進(jìn)入高為5.0×102km的預(yù)定軌道。“悟

空”衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知地球半徑R＝6.4×103km。下列說(shuō)法正確的是

A．“悟空”衛(wèi)星的線速度比同步衛(wèi)星的線速度小

B．“悟空”衛(wèi)星的角速度比同步衛(wèi)星的角速度小

C．“悟空”衛(wèi)星的運(yùn)行周期比同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期小

D．“悟空”衛(wèi)星的向心加速度比同步衛(wèi)星的向心加速度小

9．2016年10月19日凌晨，“神舟十一號(hào)”載人飛船與距離地面393km的圓軌道上的“天宮二號(hào)”

成功交會(huì)對(duì)接。已知地球半徑為R＝6400km，引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，“天宮二號(hào)”繞地球飛

行的周期為90分鐘，地球表面的重力加速度為9.8m/s2，則

A．由題中數(shù)據(jù)可以求得地球的平均密度B．“天宮二號(hào)”的發(fā)射速度應(yīng)小于7.9km/s

C．“天宮二號(hào)”的向心加速度小于同步衛(wèi)星的向心加速度

D．“神舟十一號(hào)”與“天宮二號(hào)”對(duì)接前始終處于同一軌道上

10．2020年，中國(guó)航天再一次開啟“超級(jí)模式”，成功實(shí)施了以嫦娥五號(hào)首次地外天體采樣返回、北

斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)部署完成并面向全球提供服務(wù)、天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器奔向火星為代表的航天任務(wù)，如圖所

示，一系列航天重大事件有力地推動(dòng)了航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)，引發(fā)全球關(guān)注。關(guān)于航天知識(shí)，下列說(shuō)法正確的是

（已知火星半徑約為地球半徑的1）

2

A．嫦娥五號(hào)從橢圓軌道的近月點(diǎn)進(jìn)入正圓軌道時(shí)應(yīng)減速

B．北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星發(fā)射速度大于11.2km/s

C．火星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期小于地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期

D．天問(wèn)一號(hào)環(huán)繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌道半徑越小，線速度越小

11．某行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的橢圓軌道如圖所示，F(xiàn)1和F2是橢圓軌道的兩個(gè)焦點(diǎn)，行星在A點(diǎn)的速率比在

B點(diǎn)的大，則太陽(yáng)是位于

A．F2B．AC．F1D．B

12．—個(gè)物體在地球表面所受的重力為G，在距地面高度為地球半徑的位置，物體所受地球的引力大

小為

GGGG

A．B．C．D．

2349

13．兩個(gè)相距為r的小物體，它們之間的萬(wàn)有引力為F。保持質(zhì)量不變，將它們間的距離增大到3r，那

么它們之間萬(wàn)有引力的大小將變?yōu)?/p>

FF

A．FB．3F