资源预览内容
第1页 / 共10页
第2页 / 共10页
第3页 / 共10页
第4页 / 共10页
第5页 / 共10页
第6页 / 共10页
第7页 / 共10页
第8页 / 共10页
第9页 / 共10页
第10页 / 共10页
亲,该文档总共10页全部预览完了,如果喜欢就下载吧!
资源描述
最新高考物理专题汇编物理万有引力与航天( 一)一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1“天宫一号 ”是我国自主研发的目标飞行器,是中国空间实验室的雏形2013年6 月,“神舟十号 ”与 “天宫一号 ”成功对接, 6 月 20 日 3 位航天员为全国中学生上了一节生动的物理课已知 “天宫一号 ”飞行器运行周期T,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g, “天宫一号 ”环绕地球做匀速圆周运动,万有引力常量为G求:(1)地球的密度;(2)地球的第一宇宙速度v;(3) 天“宫一号 ”距离地球表面的高度【答案】 (1)3g(2)vgR (3)h3gT2 R2R4 GR42【解析】(1)在地球表面重力与万有引力相等:Mmmg ,GR2MM地球密度:V4 R33解得:3g4 GR(2)第一宇宙速度是近地卫星运行的速度,mgm v2RvgR(3)天宫一号的轨道半径 rRh,Mmh 42据万有引力提供圆周运动向心力有:G2 m R2,R hT解得: h3gT 2 R2R242 一艘宇宙飞船绕着某行星作匀速圆周运动,已知运动的轨道半径为常量为 G,行星半径为求:r,周期为T,引力(1)行星的质量M;(2)行星表面的重力加速度g ;(3)行星的第一宇宙速度v【答案】 (1)( 2)( 3)【解析】【详解】(1)设宇宙飞船的质量为m,根据万有引力定律求出行星质量(2)在行星表面求出 :(3)在行星表面求出 :【点睛】本题关键抓住星球表面重力等于万有引力,人造卫星的万有引力等于向心力3 设地球质量为M,自转周期为T,万有引力常量为G将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体,不考虑空气的影响若把一质量为m 的物体放在地球表面的不同位置,由于地球自转,它对地面的压力会有所不同(1)若把物体放在北极的地表,求该物体对地表压力的大小F1;(2)若把物体放在赤道的地表,求该物体对地表压力的大小F2;(3)假设要发射一颗卫星,要求卫星定位于第(2)问所述物体的上方,且与物体间距离始终不变,请说明该卫星的轨道特点并求出卫星距地面的高度h【答案】( 1)GMm( 2)F2GMm4 23GMT 2RR2R2m2 R ( 3) h4 2T【解析】【详解】(1)物体放在北极的地表,根据万有引力等于重力可得:G MmmgR2物体相对地心是静止的则有:F1mg ,因此有: F1G MmR2(2)放在赤道表面的物体相对地心做圆周运动,根据牛顿第二定律:GMmF2m4 2R22RT解得: F2GMm4 2RR2m2T(3)为满足题目要求,该卫星的轨道平面必须在赤道平面内,且做圆周运动的周期等于地球自转周期 TMm4 2以卫星为研究对象,根据牛顿第二定律:G2m 2 (R h)( R h)T解得卫星距地面的高度为:h3GMT242R4“嫦娥一号 ”在西昌卫星发射中心发射升空,准确进入预定轨道随后,“嫦娥一号 ”经过变轨和制动成功进入环月轨道如图所示,阴影部分表示月球,设想飞船在圆形轨道 上作匀速圆周运动,在圆轨道 上飞行 n 圈所用时间为t,到达 A 点时经过暂短的点火变速,进入椭圆轨道 ,在到达轨道 近月点 B 点时再次点火变速,进入近月圆形轨道,而后飞船在轨道 上绕月球作匀速圆周运动,在圆轨道 上飞行 n 圈所用时间为 不考虑其它星体对飞船的影响,求:( 1)月球的平均密度是多少?( 2)如果在 、 轨道上有两只飞船,它们绕月球飞行方向相同,某时刻两飞船相距最近(两飞船在月球球心的同侧,且两飞船与月球球心在同一直线上),则经过多长时间,他们又会相距最近?1) 192n2mt1,2,3【答案】(;( 2) t)( mGt 27n【解析】试题分析:( 1)在圆轨道 上的周期: T3t,由万有引力提供向心力有:8nG Mm2m 2RR2T又: M4 R3 ,联立得:3192 n23GT32Gt2(2)设飞船在轨道I 上的角速度为1 、在轨道 III 上的角速度为23 ,有:1T12t 时间相距最近,有:3t 1t2m 所以有:所以3设飞飞船再经过T3tmtm, )(7n1 2 3考点:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【名师点睛】本题主要考查万有引力定律的应用,开普勒定律的应用同时根据万有引力提供向心力列式计算5 宇航员王亚平在 “天宫一号 ”飞船内进行了我国首次太空授课若已知飞船绕地球做匀速圆周运动的周期为 T ,地球半径为 R ,地球表面重力加速度 g ,求:( 1)地球的第一宇宙速度 v ;( 2)飞船离地面的高度 h 【答案】 (1) vgR (2) h3gR2T242R【解析】【详解】2(1)根据 mgm v 得地球的第一宇宙速度为:RvgR (2)根据万有引力提供向心力有:Mm4 2G2m R h2 ,(R h)T又 GM gR2 ,解得: h3gR2T 2R 426 据报道,科学家们在距离地球20 万光年外发现了首颗系外“宜居 ”行星假设该行星质量约为地球质量的6 倍,半径约为地球半径的2 倍若某人在地球表面能举起体,试求:60kg 的物( 1)人在这个行星表面能举起的物体的质量为多少?( 2)这个行星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的多少倍?【答案】 (1) 40kg(2) 3 倍【解析】【详解】(1)物体在星体表面的重力等于物体受到的万有引力,又有同一个人在两个星体表面能举起的物体重力相同,故有:GM 地 m mg地m g行 GM 行m;R地2R行2所以, m M 地R行212M 行R地2m6260kg 40kg ;GMmmv2(2)第一宇宙速度即近地卫星的速度,故有:RR2GMv行M 行R地 613 ;所以, v;所以,M 地R行2Rv地7“神舟 ”十号飞船于2013 年 6 月 11 日 17 时 38 分在酒泉卫星发射中心成功发射,我国首位 80 后女航大员王亚平将首次在太空为我国中小学生做课,既展示了我国在航天领域的实力,又包含着祖国对我们的殷切希望火箭点火竖直升空时,处于加速过程,这种状态下宇航员所受支持力 F 与在地球表面时重力mg 的比
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号