高一物理-天體運(yùn)動(dòng)(講解及練習(xí))

PAGE5PAGE5/5萬有引力模塊一 開普勒定律知識(shí)導(dǎo)航1．開普勒第一定律所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。2．開普勒第二定律在繞太陽運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，由于行星到太陽的距離會(huì)發(fā)生改變，所以行星的運(yùn)動(dòng)速度也會(huì)發(fā)生改變。3．開普勒第三定律3a3T2圓軌道半長軸，T代表公轉(zhuǎn)周期，K是一個(gè)對所有行星都相同的常量。

K其中a代表橢任意兩顆行星繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)，如果兩顆行星的周期分別為TA和他們軌道半長軸分別為aA和aB根據(jù)TA

2 3a A aB實(shí)戰(zhàn)演練【例1】對太陽系中各個(gè)行星繞太陽的公轉(zhuǎn)，有以下一些說法。其中正確的是（ ）A．所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓B．所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是正圓C．不同的行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期均相同D．不同的行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道不同【例2】一顆人造地球衛(wèi)星繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)，地球位于橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)上，如圖所示，衛(wèi)星距離地球的近地點(diǎn)a的距離為L，距離地球的遠(yuǎn)地點(diǎn)b的距離為s，求衛(wèi)星在a點(diǎn)和b點(diǎn)的速率之比3【例3】對于開普勒第三定律中行星的運(yùn)動(dòng)公式a3T2A．k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量B．a(chǎn)代表行星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑C．T代表行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期D．T代表行星運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期

k，以下理解正確的是（ ）【例4】如圖所示，飛船沿半徑為R的圓周繞著地球運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)周期為T。如果飛船沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)直至要下落返回地面，可在軌道的某一點(diǎn)A處將速率降低到適當(dāng)數(shù)值，從而使飛船沿著以地心OBAB中

是地球半徑）模塊二 萬有引力知識(shí)導(dǎo)航1．星辰力起來了。通過一系列的計(jì)算和理論分析，牛頓得到了太陽與行星之間的引力規(guī)律：FMm。寫成等式就是FGMm。G與太陽行星均無關(guān)，是一個(gè)常量。r2 r2太陽與行星間引力的方向沿著二者的連線。2．月-地檢驗(yàn)?zāi)敲?，由于月球軌道半徑約為地球半徑的60倍。所以相同的物體在月球軌道上受到的引力，比他在地面附近受到的引力要小，前者只有后者的1。根據(jù)牛頓第二定律，物體在月球軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度也602就應(yīng)該大約是他在地面附近下落時(shí)的加速度（自由落體加速度）的16023．萬有引力定律自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在他們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量和m的乘積成正比，它們之間的距離r的二次方成反比，即FG2 r24．引力常量的測定1798G10-11/kg2，通常取G6.671011Nm2/kg2實(shí)戰(zhàn)演練【例5】FmFm，r2 r2其中）m mA．由F 和F 知F:Fm:Mr2 r2B．F和F大小相等，是一對作用力與反作用力C．F和F大小相等，是同一個(gè)力D．太陽對行星的引力提供行星繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力【例6】地球?qū)υ虑蚓哂邢喈?dāng)大的引力，可它們沒有靠在一起，這是因?yàn)椋?）抵消了B．不僅地球?qū)υ虑蛴幸?，而且太陽系中的其他星球?qū)υ虑蛞灿幸?，這些力的合力為0C．地球?qū)υ虑虻囊€不算大D．地球?qū)υ虑虻囊Σ粩喔淖冊虑虻倪\(yùn)動(dòng)方向，使得月球圍繞地球運(yùn)動(dòng)【例7】關(guān)于萬有引力定律的表達(dá)式FGMm，下面說法正確的是（ ）R2A．公式中G為引力常量，它是由實(shí)驗(yàn)測得的而不是人為規(guī)定的B．當(dāng)兩個(gè)物體間的距離R趨近于零時(shí)，萬有引力趨近無限大C．M和m受到的引力總是大小相等，而與M和m的大小無關(guān)D．M和m受到的引力總是大小相等，方向相反，是一對平衡力【例8】為了驗(yàn)證地面上的物體受到的重力與地球吸引月球、太陽吸引行星的力是同一性質(zhì)的力，遵守60繞地球做近似圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度應(yīng)該是地面重力加速度的（）A． 13600

B．3600倍 C.1/60 D．60倍【例9】在討論地球潮汐成因時(shí)，地球繞太陽運(yùn)行軌道與月球繞地球運(yùn)行軌道可視為圓軌道。已知太陽質(zhì)量約為月球質(zhì)量的2.7107）A．太陽引力遠(yuǎn)大于月球引力B．太陽引力與月球引力相差不大C．月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小相等【例10】兩個(gè)質(zhì)量分布均勻且大小相同的實(shí)心小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬有引力為F，若兩個(gè)半徑是小鐵球半徑2倍的實(shí)心大鐵球緊靠在一起，則它們之間的萬有引力為（ ）A．2F B．4F C．8F D．16F【例1設(shè)想一在球面為1N的體到地心這物受地對的引（ ）B．0 模塊三 萬有引力與重力知識(shí)導(dǎo)航由于自轉(zhuǎn)導(dǎo)致的重力加速度變化很小，可以忽略不計(jì)。因此高中階段我們認(rèn)為，在地球表面重力近似等于萬有引力即mgGR2

由此可得，GMgR2實(shí)戰(zhàn)演練【例1英新學(xué)NwScns雜志選了008年度界8項(xiàng)學(xué)最在EJ165500雙星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半徑R約45km，質(zhì)量M和半徑R的關(guān)系滿M c2足 （中c為光，G為引常量，該洞面加速的量為（ ）R 2GA．108m/s2

B．1010m/s2

C．1012m/s2

D．1014m/s2s相同的水平速度拋出該小球，需將高度降低一半才可以獲得相同的水平射程。忽略一切阻力。設(shè)地球表面重力加速度為g，該星球表面的重力加速度為g，g為（ ）2g2A．12

B．2 C．2

D．2PAGE2PAGE2/5【例14】求由于地球自轉(zhuǎn)使赤道上重力加速度減小多少？（R6400km）【例15】地球赤道上的物體重力加速度為ga）gaaA．g倍gaaagaagaCgaaga宇宙航天模塊一 人造衛(wèi)星知識(shí)導(dǎo)航1．衛(wèi)星環(huán)繞運(yùn)動(dòng)規(guī)律動(dòng)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，做簡單的研究。根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知：萬有引力提供了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力Mm v21．地球同步衛(wèi)星

G mr2 r速度相同故稱地球同步衛(wèi)星在平常的計(jì)算中，我們認(rèn)為這是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以同步衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng)過程中；就等于地球自轉(zhuǎn)的周期即T=24h（2）角速度一定：同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度實(shí)戰(zhàn)演練【例1】可以發(fā)射這樣的人造地球衛(wèi)星，使其圓軌道（ ）A．與地球表面上某一緯度線（非赤道）是共面同心圓B．與地球表面上某一經(jīng)度線所決定的圓是共面同心圓【例2】40光年的“超級地球”，名為“55Cancrie”該行星繞母星（中心天體）運(yùn)行的周期約為地球繞太陽運(yùn)行周期的148060母星與太陽密度相同，“55Cancrie”與地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則“55Cancrie”與地球的（ ）A．軌道半徑之比約為360480

B．軌道半徑之比約為3

604802C．向心加速度之比約為3604802 D．向心加速度之比約為360480【例3】2011年9月29日晚21時(shí)16分，我國將首個(gè)目標(biāo)飛行器天宮一號發(fā)射升空，它將在兩年內(nèi)分宮一號對接前按如圖所示的軌道示意圖運(yùn)行，下列說法中正確的是（）A．神舟八號的加速度比天宮一號小B．神舟八號運(yùn)行的速率比天宮一號小C．神舟八號運(yùn)行的周期比天宮一號長【例】圖中圓c其心在的自軸上對繞做勻圓運(yùn)的星（ ）A．衛(wèi)星的軌道可能為aB．衛(wèi)星的軌道可能為bC．衛(wèi)星的軌道可能為cD．同步衛(wèi)星的軌道只可能為b【例5】由于通訊和廣播等方面的需要，許多國家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的（ ）【例6】已知近地衛(wèi)星線速度大小為、向心加速度大小為，地球同步衛(wèi)星線速度大小為v2、向心加速度大小為a2。設(shè)近地衛(wèi)星距地面高度不計(jì)，同步衛(wèi)星距地面高度約為地球半徑的6倍。則以下結(jié)論正確的是（）6v6A．1=v2 1

v 7B．1=v2 1

a 7C．1=a2 1

a 49D．1=a2 1【例7】同步衛(wèi)星離地心距離為r速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球的半徑為R，如圖所示，則下列比值正確的是（ ）22A．r B．R22R rRrC．r D．RrR 【例8】質(zhì)量為m的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行，其運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知月球質(zhì)量為航天器的（）GMRgRA．線速度v B．角速度GMRgRRgC．運(yùn)行周期TRg

D．向心加速度aGMR2【例9】火星探測項(xiàng)目是我國繼神舟載人航天工程、嫦娥探月工程之后又一個(gè)重大太空探索項(xiàng)目。假設(shè)火星探測器在火星表面附近圓形軌道運(yùn)行的周期，神舟飛船在地球表面附近的圓形軌道運(yùn)行周期為T星量地量之為p火半與半徑比為q則T與T之比（ ）1pq1pq3pq3A． Bpq3

1 2pq3q3ppq3q3pht后落到月球表面R）A．2Rht

B．2Rht

C．Rh D．Rht 2tRh模塊二 宇宙速度知識(shí)導(dǎo)航1．第一宇宙速度使衛(wèi)星能環(huán)繞地球運(yùn)行所需的最小發(fā)射速度叫做第一宇宙速度。設(shè)地球質(zhì)量為M，繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星質(zhì)量為m，速度為v，它到地心的距離為r的衛(wèi)星GMrvGMrGr2

m 解得vrrgR當(dāng)物體在地球表面附近環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由R則v 7.9km/srgR（1）第一宇宙速度，是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度（2）其他星球的第一宇宙速度可以按照同樣的方法的計(jì)算2．第二宇宙速度當(dāng)發(fā)射速度等于或大于時(shí)，衛(wèi)星會(huì)克服地球的引力而永遠(yuǎn)離開地球，我們把叫做第二宇宙速度。3．第三宇宙速度實(shí)戰(zhàn)演練）A．一定等于7.9km/sB．一定小于7.9km/sC．大于或等于7.9km/s，而小于11.2km/sD．只需大于7.9km/s【例12】一顆人造衛(wèi)星以初速度v從地面發(fā)射后，可成為地球的一顆衛(wèi)星，若使發(fā)射速度為2v，則該衛(wèi)）A．繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期變大B．不繞地球運(yùn)動(dòng)，成為太陽系的人造行星C．繞地球運(yùn)動(dòng)，軌道變?yōu)闄E圓【例13】已知月球質(zhì)量與地球質(zhì)量之比約為1:80，月球半徑與地球半徑之比約為1:4，則月球上的第）A．9:2 B．2:9 C．18:1 D．1:182【例14】使物體脫離星球的引力束縛，不再繞星球運(yùn)行，從星球表面發(fā)射所需的最小速度稱為第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v與第一宇