高考物理-曲線運(yùn)動-萬有引力定律及答案

1、曲線運(yùn)動萬有引力定律1、若一個物體的運(yùn)動是兩個獨(dú)立的分運(yùn)動合成的，則()A.若其中一個分運(yùn)動是變速運(yùn)動，另一個分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動，則物體的合運(yùn)動一定是變速運(yùn)動B.若兩個分運(yùn)動都是勻速直線運(yùn)動，則物體的合運(yùn)動一定是勻速直線運(yùn)動C.若其中一個是勻變速直線運(yùn)動，另一個是勻速直線運(yùn)動，則物體的運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動D.若其中一個分運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動，另一個分運(yùn)動是勻減速直線運(yùn)動，則合運(yùn)動可能是曲線運(yùn)動2、天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其運(yùn)動，并測出了行星的軌道半徑和運(yùn)行周期.由此可推算出()A.行星的質(zhì)量B.行星的半徑C.恒星的質(zhì)量D.恒星的半徑3、如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的水平盤上，沿半徑

2、方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個物體A和B，它們與盤間的動摩擦因數(shù)相同，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛要發(fā)生滑動時，燒斷細(xì)線，則()A.兩物體均沿切線方向滑動B.物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動，同時所受摩擦力減小C.兩物體仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動，不會發(fā)生滑動D.物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動，物體A發(fā)生滑動，離圓盤圓心越來越遠(yuǎn)4、“神舟七號”載人航天飛行的圓滿成功標(biāo)志著我國成為世界上第三個獨(dú)立掌握空間出艙關(guān)鍵技術(shù)的國家，航天員翟志剛出艙后手拿小國旗的場景在國人的心中留下了非常深刻的印象.假定“神舟七號”繞地球做勻速圓周運(yùn)動，且大氣阻力不計.出艙后翟志剛舉著小國旗不動時,下列說法正確的是()

3、A.小國旗受重力作用B.小國旗不受重力作用C.若翟志剛松開小國旗,小國旗將在太空中做勻速直線運(yùn)動D.若翟志剛松開小國旗,小國旗將圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動5、如圖所示，一根長為l的輕桿的一端與一個質(zhì)量為m為小球相連，并可繞過另一端O點(diǎn)的水平軸在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，圖中的a、b分別表示小球運(yùn)動軌跡的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，已知桿能提供的最大支持力為現(xiàn)在a點(diǎn)給小球一個初速度v0，使它做圓周運(yùn)動，則下面說法正確的是()A.小球不能做完整的圓周運(yùn)動B.只要滿足小球就能做完整的圓周運(yùn)動C.必須滿足小球才能做完整的圓周運(yùn)動D.只要小球在最高點(diǎn)的速度大于零，小球就能做完整的圓周運(yùn)動6、假如一做圓周運(yùn)動的人造地球衛(wèi)星的軌道

4、半徑增大到原來的2倍，仍做圓周運(yùn)動，則（ ）A根據(jù)公式v=r，可知衛(wèi)星運(yùn)動的線速度增大到原來的2倍。B. 根據(jù)公式，可知衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來的。C. 根據(jù)公式，可知地球提供的向心力將減小到原來的。D根據(jù)上述選項B和C給出的公式，可知衛(wèi)星運(yùn)動的線速度將減小到原來的。7、質(zhì)量相等的甲、乙兩顆衛(wèi)星分別貼近某星球表面和地球表面圍繞其做勻速圓周運(yùn)動，已知該星球和地球的密度相同，半徑分別為R和r，則()A甲、乙兩顆衛(wèi)星的加速度之比等于Rr B甲、乙兩顆衛(wèi)星所受的向心力之比等于11C甲、乙兩顆衛(wèi)星的線速度之比等于11 D甲、乙兩顆衛(wèi)星的周期之比等于Rr8、一宇宙飛船繞地心做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動，飛

5、船艙內(nèi)有一質(zhì)量為m的人站在可稱體重的臺秤上用R表示地球的半徑，g表示地球表面處的重力加速度，g表示宇宙飛船所在處的地球引力加速度，F(xiàn)N表示人對秤的壓力，下列說法中正確的是()Ag0 Bgeq f(R2,r2)g CFN0 DFNmeq f(R,r)g9、“探路者”號宇宙飛船在宇宙深處飛行過程中，發(fā)現(xiàn)A、B兩顆均勻球形天體，兩天體各有一顆靠近其表面飛行的衛(wèi)星，測得兩顆衛(wèi)星的周期相等，以下判斷正確的是()A天體A、B的質(zhì)量一定不相等B兩顆衛(wèi)星的線速度一定相等C天體A、B表面的重力加速度之比等于它們的半徑之比D天體A、B的密度一定相等10、一內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)圓管，位于豎直平面內(nèi)，環(huán)的半徑為R（比細(xì)管

6、的半徑大得多），圓管中有兩個直徑與細(xì)管內(nèi)徑相同的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）。A球的質(zhì)量為m1， B球的質(zhì)量為m2。它們沿環(huán)形圓管順時針運(yùn)動，經(jīng)過最低點(diǎn)時的速度都為v0。設(shè)A球運(yùn)動到最低點(diǎn)時，球恰好運(yùn)動到最高點(diǎn)，若要此時兩球作用于圓管的合力為零，那么m1，m2，R與v0應(yīng)滿足關(guān)系式是。從地球上發(fā)射的兩顆人造地球衛(wèi)星A和B，繞地球做勻速圓周運(yùn)動的半徑之比為RARB=41，求它們的線速度之比和運(yùn)動周期之比。中國計劃在2017年實現(xiàn)返回式月球軟著陸器對月球進(jìn)行科學(xué)探測，屆時發(fā)射一顆運(yùn)動半徑為r的繞月衛(wèi)星，登月著陸器從繞月衛(wèi)星出發(fā)，沿橢圓軌道降落到月球的表面上，與月球表面經(jīng)多次碰撞和彈跳才停下來.假設(shè)著陸器第一

7、次彈起的最大高度為h，水平速度為v1,第二次著陸時速度為v2.已知月球半徑為R，求在月球表面發(fā)射人造月球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度.宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時間t小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時間5t小球落回原地(取地球表面重力加速度g10 m/s2，阻力不計) (1)求該星球表面附近的重力加速度g；已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星R地14，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星M地14、歐盟和我國合作的“伽利略”全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的空間部分由平均分布在三個軌道平面上的30顆軌道衛(wèi)星構(gòu)成，每個軌道平面上有10顆衛(wèi)星，從而實現(xiàn)高精度的導(dǎo)航定位現(xiàn)假

8、設(shè)“伽利略”系統(tǒng)中每顆衛(wèi)星均圍繞地心O做勻速圓周運(yùn)動，軌道半徑為r，一個軌道平面上某時刻10顆衛(wèi)星所在位置如圖所示，相鄰衛(wèi)星之間的距離相等，衛(wèi)星1和衛(wèi)星3分別位于軌道上A、B兩位置，衛(wèi)星按順時針運(yùn)行地球表面重力加速度為g，地球的半徑為R，不計衛(wèi)星間的相互作用力求衛(wèi)星1由A位置運(yùn)行到B位置所需要的時間15、天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動特征可推算出它們的總質(zhì)量已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動，周期均為T，兩顆恒星之間的距離為r，試推算這個雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量(引力常量為G)1、解析

9、:合運(yùn)動的性質(zhì)由合初速度與合加速度的大小及夾角決定，據(jù)此可知選項ABD說法正確.2、解析: 由得所以只有C正確.答案:C3、解析:根據(jù)題意，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時，A物體靠細(xì)線的拉力與圓盤的最大靜摩擦力的合力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動，所以燒斷細(xì)線后A所受最大靜摩擦力不足以提供其做圓周運(yùn)動需要的向心力，A要發(fā)生相對滑動，但是B仍保持相對圓盤靜止?fàn)顟B(tài)，所以A、C選項錯誤而D選項正確；而且由于沒有了細(xì)線的拉力，B受靜摩擦力將減小，B選項正確.答案:BD4、解析:宇宙飛船及船上任何物品都在繞地球做勻速圓周運(yùn)動,處于完全失重狀態(tài),但并不是不受重力,而是其重力恰好提供向心力,A正確,B錯

10、誤.翟志剛松開小國旗后由于慣性,小國旗將保持原來的速率,離地心的距離R也不變,故等式仍然成立，小國旗仍將繞地球做勻速圓周運(yùn)動，C錯誤，D正確，選A、D.答案:AD5、解析:設(shè)小球達(dá)到最高點(diǎn)時速度為v，此時桿對球的支持力為F，由牛頓第二定律有MgF=m v2/l(式)，在小球由a到b的過程中，對小球由動能定理有mg2l=mv2/2mv02/2(式)，由于桿能提供的最大支持力為mg/2，所以有Fmg/2 (式)，由聯(lián)立可得所以本題正確選項為C.答案:C6、【分析解答】正確選項為C，D。A選項中線速度與半徑成正比是在角速度一定的情況下。而r變化時，角速度也變。所以此選項不正確。同理B選項也是如此，F(xiàn)

11、是在v一定時，但此時v變化，故B選項錯。而C選項中G，M，m都是恒量，所以F，即時，C正確。B，C結(jié)合得，可以得出，V，所以，D正確。解析：由FGeq f(Mm,R2)和Meq f(4,3)R3可得萬有引力Feq f(4,3)GRm，又由牛頓第二定律Fma可得，A正確衛(wèi)星繞星球表面做勻速圓周運(yùn)動時，萬有引力等于向心力，因此B錯誤由Feq f(4,3)GRm，F(xiàn)meq f(v2,R)可得，選項C錯誤由Feq f(4,3)GRm，F(xiàn)mReq f(42,T2)可知，周期之比為11，故D錯誤答案：A解析：做勻速圓周運(yùn)動的飛船及其上的人均處于完全失重狀態(tài)，臺秤無法測出其重力，故FN0，C正確，D錯誤；對

12、地球表面的物體，eq f(GMm,R2)mg，宇宙飛船所在處，eq f(GMm,r2)mg，可得：geq f(R2,r2)g，A錯誤，B正確答案：BC9、解析：假設(shè)某行星有衛(wèi)星繞其表面旋轉(zhuǎn)，萬有引力提供向心力，可得Geq f(Mm,R2)meq f(42,T2)R，那么該行星的平均密度為eq f(M,V)eq f(M,f(4,3)R3)eq f(3,GT2)衛(wèi)星的環(huán)繞速度v eq r(f(GM,R)，表面的重力加速度gGeq f(M,R2)Geq f(4R,3)，所以正確答案是CD.答案：CD10、【分析解答】首先畫出小球運(yùn)動達(dá)到最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的受力圖，如圖4-1所示。A球在圓管最低點(diǎn)必受向上

13、彈力N1，此時兩球?qū)A管的合力為零，m2必受圓管向下的彈力N2，且N1=N2。據(jù)牛頓第二定律A球在圓管的最低點(diǎn)有同理m2在最高點(diǎn)有m2球由最高點(diǎn)到最低點(diǎn)機(jī)械能守恒由式解得11、分析解答】衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有12、解析:以著陸器為研究對象，在其由第一次彈起的最大高度至第二次著陸過程中，據(jù)機(jī)械能守恒定律有(3分)以最小發(fā)射速度發(fā)射的衛(wèi)星為近月衛(wèi)星，則由牛頓第二定律有(3分)(2分)答案:13、解析：(1)設(shè)豎直上拋初速度為v0，則v0gt/2g5t/2，故geq f(1,5)g2 m/s2.(2)設(shè)小球質(zhì)量為m，則mgeq f(GMm,R2)Meq f(

14、gR2,G)，故eq f(M星,M地)eq f(gRoal(2,星),gRoal(2,地)eq f(1,5)eq f(1,16)eq f(1,80).答案：(1)2 m/s2(2)eq f(1,80)14、解析：設(shè)地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星質(zhì)量為m，每顆衛(wèi)星的運(yùn)行周期為T，萬有引力常量為G，由萬有引力定律和牛頓定律有Geq f(mM,r2)mreq blc(rc)(avs4alco1(f(2,T)2地球表面重力加速度為gGeq f(M,R2)聯(lián)立式可得Teq f(2,R) eq r(f(r3,g)衛(wèi)星1由A位置運(yùn)行到B位置所需要的時間為teq f(2,10)T聯(lián)立式可得teq f(2,5R) eq r(f(r3,g).答案：eq f(