2024-2025學年新教材高中物理第七章萬有引力與宇宙航行3萬有引力理論的成就訓練含解析新人教版必修2

PAGE5-萬有引力理論的成就【基礎鞏固】1.人們揣測,太陽系中可能還有一顆行星就在地球的軌道上,從地球上看,它恒久在太陽的背面,人類始終未能發(fā)覺它,可以說它是“隱居”著的地球的“孿生兄弟”.由以上信息我們可能推知()A.這顆行星的公轉周期與地球的相等B.這顆行星的自轉周期與地球的相等C.這顆行星的質量等于地球的質量D.這顆行星的密度等于地球的密度答案:A2.設土星繞太陽的運動為勻速圓周運動,若測得土星到太陽的距離為r,土星繞太陽運動的周期為T,引力常量G已知,依據這些數據,不能求出的量有 ()A.土星線速度的大小 B.土星加速度的大小C.土星的質量 D.太陽的質量答案:C3.(多選)引力常量G是已知的,下列幾組數據中能算出地球質量的是 ()A.已知地球繞太陽運動的周期T和地球中心離太陽中心的距離rB.已知月球繞地球運動的周期T和地球的半徑RC.已知月球繞地球運動的角速度和月球中心離地球中心的距離rD.已知月球繞地球運動的周期T和軌道半徑r答案:CD4.“嫦娥二號”是我國月球探測其次期工程的先導星.若測得“嫦娥二號”在月球(可視為密度勻稱的球體)表面旁邊圓形軌道勻速運動的周期為T,引力常量為G,半徑為R的球體體積公式V=43πR3,則可估算月球的 (A.密度 B.質量C.半徑 D.自轉周期答案:A5.(多選)如圖所示,A、B、C是在地球大氣層外圈圓形軌道上運動的三顆衛(wèi)星,A和B質量相等,且小于C的質量,則 ()A.B所需向心力最小B.B、C的周期相同且大于A的周期C.B、C的向心加速度大小相等,且大于A的向心加速度D.B、C的線速度大小相等,且小于A的線速度答案:ABD6.過去幾千年來,人類對行星的相識與探討僅限于太陽系內,行星“51pegb”的發(fā)覺拉開了探討太陽系外行星的序幕.“51pegb”繞其中心恒星做勻速圓周運動,周期約為4天,軌道半徑約為地球繞太陽運動半徑的120.該中心恒星與太陽的質量的比值約為 (A.110 B.1 C.5 D.答案:B【拓展提高】7.人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時只受地球的引力作用,其軌道半徑為r,線速度為v,周期為T.為使其周期變?yōu)?T,可采納的方法是 ()A.保持軌道半徑不變,使線速度減小為vB.漸漸減小衛(wèi)星質量,使軌道半徑漸漸增大為4rC.漸漸增大衛(wèi)星質量,使軌道半徑漸漸增大為8rD.保持線速度不變,將軌道半徑增加到8r解析:利用萬有引力供應衛(wèi)星的向心力可以得到v=Gm0r,T=2πr3Gm0,從中可以看出線速度、周期與半徑具有一一對應關系,與衛(wèi)星的質量無關.使軌道半徑漸漸增大為4答案:B8.銀河系的恒星中大約有四分之一是雙星.某雙星由質量不等的星體S1和S2構成,兩星在相互之間的萬有引力作用下繞二者連線上某肯定點C做勻速圓周運動.由天文視察測得其運動周期為T,S1到C點的距離為r1,S1和S2的距離為r,已知引力常量為G.由此可求出S2的質量為 ()A.4πr2GT2 B.4πr12解析:取S1為探討對象,S1做勻速圓周運動,由牛頓其次定律得Gm1m2r2=m12πT2r1答案:D

9.我國于2024年放射“嫦娥四號”探月著陸器,可能在2030年左右實現(xiàn)載人登月!(1)若已知地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,月球繞地球運動的周期為T,月球繞地球的運動近似看作勻速圓周運動,試求出月球繞地球運動的軌道半徑;(2)若航天員隨登月飛船登上月球后,在月球表面某處以速度v0豎直向上拋出一個小球,經過時間t,小球落回拋出點.已知月球半徑為R月,引力常量為G,試求出月球的質量m月.解析:(1)依據萬有引力定律和向心力公式可得Gm月m地r月2mg=Gm地聯(lián)立以上兩式得r月=3g(2)設月球表面的重力加速度為g月,依據運動學公式可知v0=g月m物g月=Gm月聯(lián)立以上兩式得m月=2v答案:(1)3gR2

【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】10.(多選)如圖所示,甲、乙、丙是位于同始終線上的離其他恒星較遠的三顆恒星,甲、丙圍繞乙在半徑為r的圓軌道上運行.若三顆星質量均為m,引力常量為G,則 (