高考物理万有引力定律专题复习

1万有引力定律专题复习1.开普勒行星运动定律（1）所有的行星围绕太阳运动的轨道是_____,太阳处在____上，这就是开普勒第一定律，又称椭圆轨道定律。（2）对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的____.这就是开普勒第二定律，又称面积定律。（3）所有行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值____。这就是开普勒第三定律，又称周期定律。若用R表示椭圆轨道的半长轴，T表示公转周期，则kTR22（k是一个与行星无关的量）。1．关于太阳系中行星运动的轨道，以下说法正确的是（）A．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆B．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆C．不同行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不同的D．不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是相同的2．把太阳系各行星的运动近似看作匀速圆周运动，比较各行星周期，则离太阳越远的行星（）A．周期越小B．周期越大C．周期都一样D．无法确定3．理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。下面对于开普勒第三定律的公式KTR23，下列说法正确的是（）A、公式只适用于轨道是椭圆的运动B、式中的K值，对于所有行星（或卫星）都相等C、式中的K值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关D、若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离2.万有引力定律（1）内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物理质量的乘积成____，与它们之间距离的平方成_______.（2）公式：_______________________________________,G为万有引力常量。G=_______________________N.22/kgm.（3）适用条件：公式适用于质点间万有引力大小的计算，当两个物体间的距离_______物体本身的大小时，物体可视为质点。另外，公式也适用于均匀球体间万有引力大小的计算，只不过r应是________的距离。（4）两个物体之间的引力是一对作用力与反作用力，总是大小_______、方向______。4.要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法不可采用的是（）A.使两物体的质量各减小一半，距离不变B.使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变C.使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变D.使两物体间的距离和质量都减为原来的1/42考点1周期T、线速度v、加速度a与轨道半径r关系①由2rMmGrvm2得v_____________,所以r越大，v_______②由2rMmGrm2得=_______，所以r越大，_______③越大所以得由r22rMmGamarMm④由2rMmGrTm2)2(得T=_____，所以r越大，T_______5.探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比()A.轨道半径变小B.向心加速度变小C.线速度变小D.机械能变小6.甲乙两颗人造地球卫星,质量相同,它们的轨道是圆,若甲的运动周期比乙大,则A.甲距地面的高度一定比乙大B.甲的速度一定比乙大C.甲的加速度一定比乙小D.甲受的向心力一定比乙大7．木星和地球绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形，若木星的轨道半径是地球轨道半径的k倍，则木星与地球绕太阳运行的（）A．线速度之比是1kB．角速度之比是31kC．周期之比是kD．向心加速度之比是1k8．“天宫一号”是我国第一个空间实验平台，“嫦娥一号”是我国第一个月球探测器，两颗卫星分别在地球和月球表面附近做匀速圆周运动，已知月球半径约是地球半径的311，质量约为地球质量的181。由此判断二者在运行过程中（）A．“天宫一号”的向心加速度较小B．“天宫一号”的向心加速度较大C．“天宫一号”的运行周期较小D．“天宫一号”的运行周期较大考点2求中心天体的质量M与密度（1）天体质量M密度的估算测出卫星绕中心天体做匀速圆周运动的半径r和周期T，（2）利用任意星球表面重力近似等于万有引力Mg=________________，得M=_____9．天文学家发现某恒星周围有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运行周期．由此可推算出()A．行星的质量B．行星的运行速度C．恒星的质量D．恒星的半径10．已知引力常量G和下列各组数据，能计算出地球质量的是()A．地球绕太阳运行的周期T及地球离太阳的距离rB．月球绕地球运行的周期T及月球离地球的距离rC．人造地球卫星在地面附近绕行的速度v及运行周期TD．已知地球半径R及地球表面重力加速度g(不考虑地球自转)11.若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T和R，月球绕地球公转周期和公转轨道3半径分别为t和r，则太阳质量与地球质量之比M日/M地为（）A．2323TrtRB．2323trTRC．3232TrtRD．3232trTR12.有一行星大小与地球相同，密度为地球密度的两倍，则它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的()A．1倍B．2倍C．4倍D．8倍13．假设火星和地球都是球体，火星质量M火和地球质量M地之比为M火/M地＝p，火星半径R火和地球半径R地之比为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()A．p/q2B．pq2C．p/qD．pq考点三三大宇宙速度1．第一宇宙速度：约为7.9km/s，是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度．(又称环绕速度或最小发射速度)2．第二宇宙速度：约为11.2km/s，当物体的速度等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球吸引，不再绕地球运动．(又称脱离速度)3．第三宇宙速度：约为16.7km/s，当物体的速度等于或大于16.7km/s时，就会脱离太阳的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去．(逃逸速度)补充：第一宇宙速度的理解和推导1.地球第一宇宙速度2.其他天体的第一宇宙速度可参照此方法推导，16.月球的质量约为地球的1/81，半径约为地球半径的1/4，地球上第一宇宙速度约为7.9km/s,则月球上第一宇宙速度约为多少？17．有关人造地球卫星的说法中正确的是：（）A．第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小速度B．第一宇宙速度是近地圆轨道上人造卫星运行速度C．第一宇宙速度是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D．卫星环绕地球的角速度与地球半径R成反比18、已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常数为G。有关同步卫星，下列表述正确的是：A.卫星距离地面的高度为2324GMTB.卫星的运行速度大于第一宇宙速度C.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度D.卫星运行时受到的向心力大小为2MmGR19．据英国媒体2011年8月25日报道，天文学家发现一颗奇特的钻石行星，直径约为地球的5倍，质量大约是地球质量的80倍。忽略地球和钻石行星的自转影响，地球表面的重力加速度为9.8m/s2。地球的第一宇宙速度为7.9m/s，则下列判断错误．．的是（）A．钻石行星的第一宇宙速度约为31.6km/sB．钻石行星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的3.2倍C．围绕钻石行星运行的卫星的最小周期与围绕地球运行的卫星的最小周期之比约为5：4D．围绕钻石行星运行的卫星的最大角速度与围绕地球运行的卫星的最大角速度之比约为5：44考点4同步卫星1.近地卫星所谓近地卫星，是指卫星的运行轨道半径等于地球的半径，卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。它的运行速度为第一宇宙速度，也是卫星的最大________的速度。2.地球同步卫星所谓地球同步卫星，是相对于地面_______，和地球自转具有同周期的卫星，hT24，又叫通讯卫星。①周期一定：T＝24h，绕地球运行方向与地球自转方向相同②轨道一定：在赤道平面内③高度一定：卫星距离地球的高度约为36000km.地球引力提供向心力：④平面一定：与赤道共面21.对于地球同步卫星的认识，正确的是：（）A．它们只能在赤道的正上方，但不同卫星的轨道半径可以不同B．它们运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止C．不同卫星的轨道半径都相同，且一定在赤道的正上方，它们以第一宇宙速度运行D．它们可在我国北京上空运行，故用于我国的电视广播22．关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（）A．它的速度小于7.9km/sB．它的速度大于7.9km/sC．它的周期是24h,且轨道平面与赤道平面重合D．每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的23．有人发现了一个小行星，测得它到太阳的平均距离是地球到太阳的平均距离的8倍，则这颗小行星绕太阳的公转周期将是地球的公转周期的几倍?24.已知下面的哪组数据,可以计算出地球的质量M地(已知引力常量G)A.地球表面的重力加速g和地球的半径RB.月球绕地球运动的周期T1及月球到地球中心的距离R1C.地球绕太阳运动的周期T2及地球到太阳中心的距离R2D.地球“同步卫星”离地面的高度h25.地球半径为R,地面重力加速度为g,地球自转周期为T,地球同步卫星高度为h,则此卫星线速度大小为A.hRgR2B.ghR)(C.ThR)(π2D.ThR2)(π2考点5变轨问题26．1970年4月2日，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元．如图4­7­2所示，“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点M和远地点N的高度分别为439km和2384km，则()A．卫星在M点的势能大于N点的势能B．卫星在M点的角速度大于N点的角速度C．卫星在M点的加速度大于N点的加速度D．卫星在N点的速度大于7.9km/s5例题2变轨与能量结合27.2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是（）A．飞船变轨前后的机械能相等B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C．飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度28．2007年10月24日18时05分,我国成功发射了“嫦娥一号”探月卫星.卫星经过八次点火变轨后,绕月球做匀速圆周运动.图中所示为探月卫星运行轨迹的示意图(图中1、2、3、…8、为卫星运行中的八次点火位置)①卫星第2、3、4次点火选择在绕地球运行轨道的近地点,是为了有效地利用能源,提高远地点高度;②卫星沿椭圆轨道由近地点向远地点运动的过程中,加速度逐渐增大,速度逐渐减小;③卫星沿椭圆轨道由近地点向远地点运动的过程中,机械能守恒;④卫星沿椭圆轨道由远地点向近地点运动的过程中,卫星中的科考仪器处于超重状态;⑤卫星在靠近月球时需要紧急制动被月球所捕获,为此实施第6次点火.则此次发动机喷气方向与卫星运动方向相反,上述说法正确的是()A.①④B.②③C.①⑤D.①③2.（延庆县）2007年10月24日18时05分，搭载着我国首颗探月卫星嫦娥一号的长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心三号塔架点火发射。卫星接近月球时进行三次制动变轨，最后进入工作轨道。如果不考虑地球和太阳的影响，以月球为参考系，当卫星从第一次变轨后到第三次变轨后（三个绕月轨道均视为圆轨道），下列说法正确的是A.卫星的运行速度会减小[来源:学。科。网]B.卫星的动能会减小C.卫星的加速度会减小D.卫星与月球的引力势能会减小PA地球Q轨道1轨道2