2022年高中物理万有引力习题集.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第六章万有引力定律由地球公转知229.5365所以 T =27.3 天第一节 行星的运动 例 1:月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径例 3:宇宙飞船进入一个环绕太阳运行的近似圆形 轨道上运动, 假如轨道半径是地球轨道半径的 9 倍,那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是()A 3 年 B9 年 C27 年 D 81 年的 60 倍,运行周期约为27 天应用开普勒定律计选题目的:考查开普勒第三定律的运用算:在赤道平面内离地面多少高度,人造地球卫星 可以随地球一起转动,就像停留在无空中不动一解析:依据开普勒第三定律:全部行星轨道的 半长轴的三次方跟公转
2、周期的平方的比值都相等,样分析:月球和人造地球卫星都在环绕地球运 动,依据开普勒第三定律,它们运行轨道的半径的 三次方跟圆周运动周期的二次方的比值都是相等 的对绕太阳运动的宇宙飞船和地球,有3 R 船3 R 地2 T 船2 T 地由题设条件知R 船:R 地9,T地1年解:设人造地球卫星运行半径为R,周期为 T,依据开普勒第三定律有:T 船R 船3T地931 年27 年2 2kR3R 地1T2所以,答案C 正确例 4:月球距地球的距离为3 10 m ,月球绕地球运同理设月球轨道半径为R ,周期为 T ,也有:kR3行周期是 27.3天如行星的运动规律也适用于地球 与地球的卫星这一系统求同步卫星离
3、地面的高T2由以上两式可得:度(已知地球的半径为6.410 m )R3R3选题目的:考查开普勒第三定律的敏捷运用解析:依据开普勒第三定律,有T2T2R2KR3T2R331260R 地36.67 R 地22TT27式中, K 是一个与行星无关的恒量由题意知: 行星的运动规律也适用于地球与它在赤道平面内离地面高度:HRR 地6.67R 地R 地5.67R 地的卫星组成的系统所以3 R 月3 R 卫K5.676.4103km3.63104km2 T 月2 T 卫点评:随地球一起转动,就似乎停留在天空中式中,K 是一个与绕地球运动的卫星无关的恒的卫星,通常称之为定点卫星它们离地面的高度量即R 卫T 卫
4、2107m是一个确定的值,不能随便变动;例 2:如近似认为月球3T 月绕地球公转与地球绕日公转的轨道在同一平面R 月1 27.328 3.8 107 4.2 10m3内,且都为正圆 .又知这两种转动同向,如图所同步卫星地面的高度H 为示,月相变化的周期为HR 卫4.21070.641073.5629.5 天(图是相继两次满月,月、地、日相对位置示意图)名师归纳总结 解:月球公转(2 +)用了 29.5 天例 5:以下说法正确选项()第 1 页,共 17 页故转过 2 只用229.5天A地球是宇宙的中心,太阳、月亮及其它行2星都绕地球运动- - - - - - -精选学习资料 - - - - -
5、 - - - - B太阳是静止不动的,地球和其它行星都绕D全部行星的轨道的半长轴的三次方跟公转太阳运动 周 期的二次方的比值都相等C地球是绕太阳运动的一颗行星 D日心说和地心说都是错误的6太阳系的几个行星,与太阳之间的平均距离越 大的行星,它绕太阳公转周所用的时间()选题目的:考查行星运动的基本常识A 越长B越短5D 6A 解析:正确答案为C日心说是正确的,地C相等D无法判定心说是错误的,日心说认为太阳不动,而太阳系本参考答案:3AD 4 B 身在宇宙中不停地运动着1D 2 CD 二填空题练习题 一挑选题 1下面关于丹麦天文学家第谷,对行星的位置进 行观看所记录的数据,说法正确选项()1地心说
6、认为_是宇宙的中心,日心说认为是宇宙的中心,地心说比较符合人们的_,承认日心说可以使行星运动的描述变得_2 地 球绕太阳运动称_ 转,其周期是_地球绕地轴转动称为_转其A 这些数据在测量记录时误差相当大周 期 是 _ , 月 球 绕 地 球 运 动 的 周 期 是B这些数据说明太阳绕地球运动 _C这些数据与以行星绕太阳做匀速圆周运动 3两个行星质量分别为 m 、m ,它们绕太阳运动为模型得到的结果相吻合 的轨道半径分别为 R 、 2 R ,假如 m 1 2 m , 1 4 R ,D这些数据与行星绕太阳做椭圆运动为模型 那么,它们运行周期的比 T 1 : T 2 _得到的结果相吻合 4两个行星的
7、质量分别为 m 、m ,绕太阳运行的2以下说法正确选项()轨道半长轴分别是 R 和 R ,就它们的公转周期之比A 地球是宇宙的中心,是静止不动的 T 1 : T 2 _. B太阳是宇宙的中心,是静止不动的 C宇宙每时每刻都是运动的;静止是相对的5木星绕太阳运转的周期为地球绕太阳运转周期 的 12 倍,就木星绕太阳运行的轨道半长轴约为地D日心说认为太阳是静止不动的,地球和其 他行星都绕太阳转球绕太阳运行轨道的半长轴的_倍6地球绕太阳运行的轨道半长轴为1.5011 10 m ,周3关于开普勒行星运动的公式R3k,以下懂得期为365 天;月球绕地球运行的轨道半长轴为T23.810 m ,周期为27.
8、3 天;就对于绕太阳的行星正确选项()A k 是一个与行星无关的量R3/2 T 的值为 _3 m/2 s ;对于绕地球运动的卫星3 R/T 的值为 _3 m/s . B如地球绕太阳运转轨道的长半轴为R,周参考答案:1地球;太阳;日常体会;更简洁 2公; 1 年;自; 1 天; 1 个月期为 T ,月球绕地球运转轨道的长半轴R ,周期为T ,就2 RR3T2T23 8:143 R 15 5.24 63.410181.01013C T 表示行星运动的自转周期 D T 表示行星运动的公转周期 4某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道3 R 2三运算题 1假设行星绕太阳的轨道是圆形,火星与太阳的半径
9、为月球绕地球轨道半径的1/ 3 ,就此卫星运行的周期大约是()距离比地球与太阳的距离大53%,试确定火星上一A l4 天之间B48 天之间年是多少地球年C8 16 天之间D1620 天之间2天文学家观看哈雷管星的周期是75 年,离太阳5关于行星绕太阳运动的以下说法中正确选项()最近的距离是8.9 1010m ,但它离太阳最远的距离A 全部行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动不能被测出试依据开普勒定律运算这个最远距心处B行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中离太阳系的开普勒恒量ks3.35418 310 m /s2. 3有人发觉了一个小行星,测得它到太阳的平均C离太阳越近的行星运动周期越长距离是地球到
10、太阳的平均距离的八倍问这个小行名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 星绕太阳公转周期将是地球的公转周期的几倍?解:由万有引力定律得:GMmmg参考答案:2 R1 1.9 年25.22512 10m3 22.6倍得:43 g周末练习 查阅资料回答以下问题:GR例 3:设想把质量为m 的物体放在地球的中心,地球质量为 M ,半径为 R,就物体与地球间的万有引力是()1、“ 地心说” 是由_提出的;“ 日心A零B无穷大说” 是由 _提出的CGMmD无法确定2、地球绕太阳可看成_运动,它的周期R2是 _ , 它 距 离 太 阳
11、 的 平 均 距 离 等 于选题目的:考查万有引力定律的特别情形_解析: 地心四周的物体对放到地心处的物体的3、月亮绕地球可看成_运动,它的周期万有引力的合力为零,所以选项A 正确说 明 : 此 题 不 能 由FGMm得 :r0,是 _ , 它 距 离 地 球 的 平 均 距 离 等 于 _r24、开普勒第肯定律是_,开F由于万有引力定律适用于两个质点,当把普勒其次定律是_,开普勒第三定律是物体放在地心时,地球不能再看作质点_参考答案:1、托勒密;哥白尼例 4:月球质量是把地球质量的1,月球半径是地81球半径的1,在距月球表面14m高处,有一质量2、匀速圆周运动,365 天, 1.496 10
12、11m. 3.83、匀速圆周运动,30 天, 384400m. m60kg 的物体自由下落4、第肯定律:行星绕太阳运行的轨道是椭圆,太 阳位于椭圆的一个焦点上其次定律:行星和太阳之间的连线,在相等时间内扫过的面积总相等第(1)它落到月球表面需要多少时间?(2)它在月球上的重力和质量跟在地球上是 否 相 同 ? ( 已 知 地 球 表 面 的 重 力 加 速 度三定律:行星绕太阳公转的周期的平方和它的轨道g 地2 9.8 m s)的半长轴的立方成正比选题目的:考查万有引力定律的敏捷运用名师归纳总结 探究活动解析:(1)物体在月球表面的重力等于月球对第 3 页,共 17 页物体的万有引力设月球表面
13、的重力加速度、月球1、观看月亮的运动现象. 质量、半径分别为g月 、 M 月 、 R月 ,就2、观看日显现象. 其次节 万有引力定律mg 月GM月m 2 R 月同理mg 地GM地m 例 1:已知地球表面的重力加速度为g ,地球半径2 R 地由两式相除得为 R ,万有引力恒量为G ,用以上各量表示,地球g月M月R 地213.820.178g地M地R 月81质量为 M 是多少?解:由GMmmgg 月9.8 0.1782 1.74 m sR2得:M2 R g依据S12 gt 可得物体落到月球表面所用的时G2例 2:已知地球表面的重力加速度为g ,地球半径间 t 为为 R ,万有引力恒量为G ,假如不
14、考虑地球自转的t2S2144S影响,用以上各量表示,地球的平均密度是多少?g月1.74- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - (2)在月球和地球上,物体的质量不变,都CGm m 1 22DGrm m 1 222是 60kg rr 2r 1r物体在月球上的重力,2如已知万有引力恒量G6.6710112 N m /kg2,重G月mg月601.74N104.4N力加速度g10 m/s ,地球半径R6.4106m ,就可知地球质量的数量级是()物体在地球上的重力,A1018kgB1020kgC1022kgD1024kgG地mg地609.8N588N3关于行星绕太阳运
15、动的缘由,有以下几种说法,正确选项例 5:为了验证地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力,遵守同样的规A由于行星做匀速圆周运动,故行星不受任律,牛顿仍做了闻名的“ 月地” 检验基本想法 何力作用是:假如重力和星体间的引力是同一性质的力,都 与距离的二次方成反比关系,那幺月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度就应当是地面重力加速B由于行星四周存在旋转的物质造成的 C由于受到太阳的吸引造成的D除了受到太阳的吸引力,仍必需受到其他度的 13600,由于月心到地心的距离是地球半径 力的作用的 60 倍牛顿运算了月球的向心加速度,结果证 明他的想法是正确的请你查找有关的数据,自己运算一
16、下月球绕地 球做圆周运动的向心加速度,看看是否为地面上重4下面关于万有引力的说法中正确选项()A万有引力是普遍存在于宇宙中全部具有质 量的物体之间的相互作用B重力和万有引力是两种不同性质的力力加速度的13600C当两物体间有另一质量不行忽视的物体存选题目的:明白牛顿的“ 月地” 检验方法在时,就这两个物体间的万有引力将增大解析:方法一:依据向心加速度公式av2,D当两物体间距为零时,万有引力将无穷大 5苹果落向地球,而不是地球向上运动遇到苹果,以下论述中正确选项()A由于苹果质量小,对地球的引力较小,而 地球质量大,对苹果的引力大造成的r将月球绕地球做圆周运动的线速度和两球心的距离代入, 可求
17、出向心加速度,再与重力加速度相比,即可证明方法二:依据万有引力公式求证月球绕地球B由于地球对苹果有引力,而苹果对地球没名师归纳总结 做圆周运动的向心力就是万有引力,关系式有有引力造成的第 4 页,共 17 页Gm m 月m aC苹果对地球的作用力和地球对苹果作用力60R2是相等的,由于地球质量极大,不行能产生明显加R 是地球半径, 地球表面上质量为m 的物体和速度地球一起运动,物体所受的重力近似等于地球对它D以上说法都不正确的万有引力,关系式有:m gGm m 2 地 将两式整理 r6两个质量匀称的球体,相距 r ,它们之间的万有引力为108N ,如它们的质量、距离都增加为原先后相比,可证明a
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