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高中物理必修2第三章万有引力定律课后习题木林中学李丽第一节天体的运动基础题:1.根据开普勒第二定律的内容，你认为下列说法正确的是（）A.所有的行星绕太阳的运动是匀速圆周运动B.所有的行星均是以同样的速度绕太阳作椭圆运动C.对于每一个行星在近日时速率大于在远日点时的速率D.对于每一个行星在近日时速率小于在远日点时的速率2.关于行星的运动，以下说法正确的是（）A.行星轨道的半长轴越长，自转周期越大B.行星轨道的半长轴越长，公转周期越大C.水星的半长轴最短，公转周期最长D.冥王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长3.银河系中有两行星围绕某恒星运转，从天文望远镜中观察到它们的周期之比为27：1，则它们的轨道半径之比为()A.3:1B.9:1C.27:1D.1:94.某小行星到太阳的距离是地球到太阳距离的8倍，这个小行星绕太阳运行的公转周期是多少年？5.地球公转轨道接近圆，但慧星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗慧星，他算出这颗慧星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍。已知哈雷慧星最近出现的时间是1986年，试估算一下它下次飞近地球是哪一年？地球哈雷慧星6.据美联社2002年10月7日报道，天文学家在太阳系的9大行星之外，又发出了一颗比地球小得多的新行星，而且还测得它绕太阳公转的周期约为288年，若把它和地球绕太阳公转的轨道都看作圆，则它与太阳的距离约是地球与太阳的距离的多少倍。(最后结果可用根式表示)拓展提高:1.飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某点A处，将速率降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道和地球表面相切，如图所示，如果地球半径为R0，求飞船由A点回到B点所需时间。2.月亮环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍,运行周期约为27天,应用开普勒行星运动定律计算:在赤道平面内离地面多高的人造地球卫星可以随地球一起转动,就像停留在天空中不动一样。（地球半径R=6.4×103km）参考答案:基础：1.C2.BD3.B4.22.7年5.2062年6.43.6拓展：1.飞船从A点到B点所需要的时间t=30)R2R+R(2T2.在赤道平面内离地面的高度：3.63Ⅹ104KmABRR0第二节万有引力定律基础题：1.对于万有引力定律的数学表达式：F=221rmmG，下列说法正确的是（）A．公式中G为引力常数，是人为规定的B．r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C．m1、m2受到的万有引力总是大小相等的，与m1、m2是否相等无关D．m1、m2受到的万有引力总是大小相等方向相反，是一对平衡力2.物体在月球表面上的重力加速度为地球表面上的重力加速度的1/6，这说明了（）A．地球的直径是月球的6倍B．地球的质量是月球的6倍C．物体在月球表面受的重力是在地球表面受的重力的1/6D．月球吸引地球的力是地球吸引月球的力的1/63.一个半径比地球大2倍，质量是地球的36倍的行星，它的表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的（）A．3倍B．4倍C．6倍D．18倍4.在一次测定万有引力恒量的实验中，已知一个质量为0.80kg的球以1.3×10-10N的力吸引另一质量为4.0×10-3kg的球，这两个球相距4.0×10-2m，由此可知万有引力恒量G＝_____。已知地球表面重力加速度为9.8m/s2，地球半径为6400km，利用上面测得的万有引力恒量G，可计算出地球质量约为____kg。5.已知地球质量M，半径为R，密度为ρ，则地球表面的重力加速度为g的值是，距离地高等于h的重力加速度是6.月球表面的重力加速度为地球表面的1/6，一人在地球表面可举起100kg的杠铃，他在月球表面则可举起多少kg的杠铃？7.火星和地球都可视为球体，火星的质量M火和地球质量M地之比M火/M地＝p，火星半径R火和地球半径R地之比R火/R地＝q，那么火星表面处的重力加速度g火和地球表面处的重力加速度g地之比g火/g地等于多少？拓展提高:1.太阳光到达地球表面所需的时间为500s，地球绕太阳运行一周的时间为365天，试估算出太阳的质量（取一位有效数字）。2.月球质量是地球质量的1/81，月球半径是地球半径的1/3.8。离地球表面和月球表面1.8m高处都用v0＝20m/s的初速度水平抛出一颗石子，求石子在地球上和月球上飞行的水平距离。3.宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球，经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L。若抛出时的初速度增大为原来的2倍，则抛出点与落地点之间的距离为3L。已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，引力常数为G，求该星球的质量M。参考答案:基础：1.C2.C3.B4.6.5×10-11Nm2/kg2，6.2×10245.3RρGπ4，23)h+R(3RρGπ46.600kg7.p/q2拓展：1.2×1030kg2.12m,28.3m3.22Gt3LR2第三节万有引力定律的应用第四节人造卫星宇宙速度基础题：1.设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上。假定经过长时间的开采后，地球仍可看作均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前相比（）A．地球与月球的万有引力将变大B．地球与月球的万有引力将变小C．月球绕地球运动的周期将变长D．月球绕地球运动的周期将变短2.若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常量为G，那么该行星的平均密度为（）A、π3GT2B、2GTπ3C、π4GT2D、2GTπ43.地球公转的轨道半径是R1，周期是T1，月球绕地球运转的轨道半径是R2，周期是T2，则太阳质量与地球质量之比是（）A、TRTR22322131B、TRTR21322231C、TRTR21222221D、TRTR322231214.关于第一宇宙速度，下面说法中错误的是()A．它是人造地球卫星绕地飞行的最小速度B．它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度C．它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D．从人造卫星环绕地球运转的速度v=rgR/20可知，把卫星发射到越远的地方越容易。5.关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的说法，正确的是()A．若其质量加倍，则轨道半径也要加倍B．它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播C．它以第一宇宙速度运行D．它运行的角速度与地球自转角速度相同6.一颗质量为m的卫星绕质量为M的行星做匀速圆周运动，则卫星的周期（）A．与卫星的质量无关B．与卫星轨道半径的3/2次方有关C．与卫星的运动速度成正比D．与行星质量M的平方根成正比7.已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍。不考虑地球．月球自转的影响，由以上数据可推算出（）A．地球的平均密度与月球的平均密度之比约为9∶8B．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比约为9∶4C．靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比约为8∶9D．靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器线速度之比约为81∶48.有两个人造地球卫星，都绕地球做匀速圆周运动，已知它们的轨道半径之比r1∶r2＝4∶1，求这两个卫星的：(1)线速度之比；(2)角速度之比；(3)向心加速度之比；(4)运动周期之比．拓展提高:1.在某星球上，宇航员用弹簧秤称得m质量做的砝码重为F，乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得其环绕周期是T。根据上述数据，试求该星球的质量。2.在天体运动中，将两颗彼此相距较近的行星称为双星。它们在相互的万有引力作用下间距保持不变，并沿半径不同的同心圆轨道做匀速圆周运动。如果双星间距为L，质量分别为M1和M2，试计算：（1）双星的轨道半径；（2）双星的运行周期；（3）双星的线速度。参考答案:基础：1.BD2.B3.B4.AD5.D6.AB7.C8.1:21:81:168:1拓展：1.4343πGm16TF2.Lm+mm=r2121Lm+mm=r2112)m+m(GLπ4=T2132L)m+m(Gm=v2121L)m+m(Gm=v2112