Chafate Tseng(收集整理)-高考物理20分鐘專題突破(10)萬有引力定律

物理鐘專題破（10）萬有引力律美國研究人員最在太陽系邊緣新觀測到以一個類行星天體直徑估計在1600公左右，有可能是自發(fā)現冥王星以來人類在太陽系中發(fā)現的最大天體——太陽的第十大行星若萬有引力常量用G表，該行天體的半徑用、質量用表，該行星天體到陽的平均距離用表，太陽的質量用M表示，且把該類行星天體的道近似地看作圓，那么該天體運行的公轉周期為（）A

Rr3R3B22GMGM

D

r3．一空間站正在沿圓形軌道繞地球運動，現從空間站向其運行方向彈射出一個小物（質量遠小于空間站的質量），當空間站再次達到重新穩(wěn)定運行時，與原來相比（）A空間站仍在原軌道上運行，但速率變小，周期變大B空間站的高度變小，速率變小，周期變大C．間站的高度變小，速率變大，周期變小D．間的高度變大，速率變小，周期變大．最近，科學家在望遠鏡中看到太陽系外某一恒星有一行星，并測得它圍繞該恒星行一周所用的時間為年與恒星的距離為地球到太陽距離的倍定該行星繞恒星運行的軌道和地球繞太陽運行的軌道都是圓周，僅利用以上兩個數據可以求出的量有（）A恒星質量與太陽質量之比C．星質量與地球質量之比速度之比

B恒星密度與太陽密度之比D．星行速度與地球公轉

．在發(fā)地球同步衛(wèi)星的過程，衛(wèi)星首先進入橢圓軌道Ⅰ，然后在Q通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進入地球同步軌道Ⅱ。則（）A該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大1.2km/sB衛(wèi)星在同步軌道Ⅱ上的運行速度大7.9km/sC．軌道Ⅰ上，衛(wèi)星P點的速度大于在點速度D．星Q點通過速實現由軌道Ⅰ進入軌道Ⅱ1N0.*

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．全是由于它們繞著共同“中心質心）做勻速圓周運動，它們之間的萬有引力作為做圓周．．．．．5．當今的科技發(fā)展迅猛，我們想，如果地球是個理想的球體，沿地球的南北方向修一條平直的閉合高速公路輛能好的汽車在這條高速公路上可以一直加速下去且忽略空氣阻力，那么這輛汽車的最終速度（）A與飛機速度相當

B小于“神舟”六號飛船的速度C．以達到7.9km/s．法預測6．假設有兩個天體，質量分別和m，們相距r其他天體離它們很遠，可以認為這1兩個天體除相互吸引作用外，不受其他外力作用兩個天體之所以能保持距離r不完．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．運動的心力，“中心”位兩個天體的連線上，與兩個天體的距離分別為r和r．1（1r、r各大？1（2兩天體繞質心轉的角速度、線速度、周期各多大？．已知地球半徑為R一只靜止在赤道上空的熱氣球（不計氣球離地高度）繞地心運動的角速度為，在距地面高圓形軌道上有一顆人造地球衛(wèi)星，設地球質量為M熱氣球的質量為m人造地球衛(wèi)星的質量為，根據上述條件，有一位同學列出了以下1兩個式子：對熱氣球有：G

MmR

m對人造地球衛(wèi)星有：

(R

m(進而求出了人造地球衛(wèi)星繞地球運行的角速度.你認為這個同學的解法是否正確？若認為正確，請求出結果.若為不正確，請補充一個條件后，再求出參答1．根據萬有引力定律：

G

2mRR2T

)

，得：

2

RGM答：A2．在軌道上向其運行方向彈射個物體，由于質量遠小于空間站的質量，空間站仍沿原方向運動據量守恒出一瞬間間站沿原運行方向的速度變小供向心萬有引力）大于需要的向心力，軌道半徑減小，高度降低，在較低的軌道上運行速率變大，周期變小。2N0.*

222222答：C3．據萬有引力定律：

G

2(R2T

)

可得：M=

2

3

,可出

恒星質量與太陽質量之比，根據

G

MmR2

可得：=

R

,求出

行星運行速度與地球公轉速度之比。答：AD．衛(wèi)星仍圍繞地球運行，所以發(fā)射速度1.2km/s最大環(huán)繞速度為7.9km/s，所以在軌道Ⅱ上的速度小于；根據機械能守恒可知：衛(wèi)星在P點的速度大于在的速度；衛(wèi)星在軌道Ⅰ的Q點提供的向心力大于需要的向心力，在軌道Ⅱ上點提供的向心力等于需要的向心力，所以在Q點軌道Ⅰ進入軌道Ⅱ必須增大速度。答：CD．在理想情況下一直加速，可以達到圍繞地球表面做圓周運動，即第一宇宙速度答案C6．解答：根據題意作圖1—．對這兩個天體而言，它們的運動方程分別為m12②r2r

m12r

m1

2

r1

①以及r1由以上三式解得r

③mr;rmm

r．

m

r

O

r

m將r和表達式分別代①和②式，

圖4可得

G(m2rr

．．解析：第一個等式（對熱氣球）不正確，因為熱氣球不同于人造衛(wèi)星，熱氣球靜在空中是因為浮力與重力平衡，它繞地心運動的角速度應等于地球自轉的角速度（1）若補充地球表面的力加速度為g可以認為熱氣球受到的萬有引力近似等于其重力，則有

G

mg與第二個等式聯立可得

3N0.*

221221（2若利用同步衛(wèi)星的離地高度H