高中物理 5.2万有引力定律的应用5.3人类对太空的不懈追求每课一练 鲁科版必修2
5.2《万有引力定律的应用》每课一练3(鲁科版式必修2)
5.2《万有引力定律的应用》每课一练31.关于第一宇宙速度,下列说法中正确的是（）A.它是人造卫星绕地球飞行的最小速度B.它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最小速度C.它是人造卫星绕地球飞行的最大速度D.它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最大速度思路解析：第一宇宙速度v1=7.9 km/s，是地球卫星的最小的地面发射速度，同时又是人造地球卫星的最大环绕速度.虽然距地面越高的卫星线速度越小，但是向距地面越高的轨道发射卫星越困难，因为向高轨道发射卫星，火箭要克服地球对它的引力做更多的功，所以发射时需要的速度越大.千万不要把卫星在轨道上运转的速度和发射速度混淆起来.答案：BC2.在环绕轨道飞行的“神舟”五号飞船轨道舱内空间是微重力环境,正确的理解是（）A.飞船内物体所受的重力远比在地面小,可以忽略B.飞船内物体所受的重力与在地面上相比不会是数量级上的差别C.飞船内物体也在绕地球做匀速圆周运动,地球对物体的万有引力恰好提供它所需要的向心力D.飞船内物体能漂浮在舱中,好像重力消失了似的思路解析：地球半径约为6 376 km，“神舟”五号运行轨道为近地点200 km，远地点350 km，变轨后进入343 km的圆轨道.由此可见，“神舟”五号离地面的高度远小于地球半径，所以它所受的重力与在地球上相比不会是数量级的差别，而是相差不大，但是由于此时的重力完全用来提供向心力，所以飞船内的物体好像不受重力作用似的.答案：BCD3.某行星质量是地球质量的m倍,半径是地球半径的n倍,那么该行星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的（）A.mn倍B.m/n倍C.n/m倍D.m/n2倍思路解析：行星表面物体受到的万有引力就是它的重力，由F==mg得g=，代入题中比例关系可得答案.答案：D4.航天飞机在进入绕地球做匀速圆周运动的轨道后,若有一宇航员走出机舱外,他将（）A.向着地球方向落向地球B.做平抛运动C.由于惯性做匀速直线运动D.绕地球做匀速圆周运动,像一颗人造卫星思路解析：宇航员离开机舱时的速度与在轨道上运行的航天飞机速度相同，他将绕地球做匀速圆周运动,像一颗人造卫星.答案：D5.人造地球卫星由于空气阻力的作用,轨道半径不断地缓慢减小.下列说法中正确的是（）A.卫星的运行速率不断减小B.卫星的运行速率不断增大C.卫星的运行周期不断增大D.卫星的运行周期不断减小思路解析：卫星绕地球运行的线速度为v=，周期为T=，所以轨道半径不断减小的过程中，卫星的运行速度不断增大，运行周期不断减小.答案：BD6.有两颗人造地球卫星,它们的质量之比是m1∶m2=1∶2,它们运行线速度的大小之比是v1∶v2=1∶2,那么（）A.它们运行的周期之比是T1∶T2=8∶1B.它们的轨道半径之比是r1∶r2=4∶1C.它们的向心力大小之比是F1∶F2=1∶32D.它们的向心加速度大小之比是a1∶a2=16∶1思路解析：卫星运行的向心力等于万有引力，，半径之比为;=mω2r,ω=，所以，周期之比为;向心力之比为；向心加速度之比为.答案：ABC7.一颗人造地球卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行,其运行速度是地球第一宇宙速度的________________倍.思路解析：以第一宇宙速度绕地球运行的轨道半径是地球半径，由，得. 答案：8.宇航员站在某行星表面上的某高处,沿水平方向抛出一个小球,经过时间t,小球落到行星表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L.若抛出时的初速度增大到原来的2倍,则抛出点与落地点之间的距离为.已知两落地点在同一水平面内,该行星的半径为R,万有引力常量为G.求该行星的质量.思路解析：第一次抛球，球做平抛运动得（v0t）2+（gt2/2）2=L2第二次抛球，球仍做平抛运动得（2v0t）2+（gt2/2）2=（）2由以上两式得g=2L/()又由=mg,所以M=2LR2/().答案：2LR2/()。
高中物理 第5章 万有引力定律及其应用 第3节 人类对太
人类对太空的不懈追求我夯基 我达标1.下列说法中正确的是（ ）A.地球是宇宙的中心,太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B.太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动C.地球是绕太阳运动的一颗行星D.日心说和地心说都是与事实不吻合的2.下列说法与史实相符的是（ ）A.丹麦天文学家第谷经过20年的观测记录了大量的数据,从而确定行星运动轨迹不是圆周B.开普勒通过对第谷的观测数据的分析研究,也是历经艰辛,走了不少弯路.开始时他采用的是天体运动的“神圣的”“完美的”“和谐的”匀速圆周运动模型,所得结果与观测数据有较大的误差C.开普勒通过对第谷的观测数据进行研究，发现实际结果与圆周运动的结果有8′的误差D.开普勒的行星运动轨道是椭圆的结论是通过猜测得到的3.下列说法中正确的是（ ）A.天体运动是完美的、和谐的匀速圆周运动B.第谷对天体的运动,进行了长达二十年的连续观测C.第一个对天体的匀速圆周运动产生怀疑的人是第谷D.开普勒在第谷等人精确观测的基础上,经过长期的艰苦计算和观测,终于发现了行星运动的规律4.由开普勒第三定律结合你学过的地理知识可知太阳的九大行星中,周期最长的是（ ）A.水星B.地球C.海王星D.冥王星5.苹果落回地球,而不是地球向上运动碰到苹果,发生这个现象的原因是（ ）A.由于苹果质量小,对地球的引力小,而地球质量大,对苹果引力大造成的B.由于地球对苹果有引力,而苹果对地球没有引力造成的C.苹果与地球间的相互引力是相等的,由于地球质量极大,不可能产生明显加速度D.以上说法都不对6.离地面高为h 处的重力加速度是地球表面处重力加速度的21,则高度是地球半径的（ ）A.2倍B.21 C.2倍 D.（2－1）倍 我综合 我发展7.在古代,人们对天体的运动存在着______________和________________两种对立的看法.8._____________经过了四年多的艰苦计算,先后否定了十九种设想,最终确切地描述了行星运动的规律.9.假设地球和火星都是球体,火星的质量M 火与地球的质量M 地之比M 火/M 地=p,火星与地球的半径之比R 火/R 地=q.求它们表面处的重力加速度之比.参考答案1思路解析：日心说和地心说所说的宇宙的中心与事实都不符,它只是当时认识过程中的一种学说,在不同的历史时期,都有着它的进步意义.了解历史史实,并且掌握一定的科学知识,才能正确地解答本题.答案：CD2思路解析：丹麦天文学家第谷经过20年的观测，记录了大量的数据,开普勒通过对第谷的观测数据的分析研究,也是历经艰辛,走了不少弯路.开始时他采用的是天体运动的“神圣的”“完美的”“和谐的”匀速圆周运动模型,但发现实际结果与圆周运动的结果有8′的误差.对历史史实的了解是解决本题的关键.答案：BC3思路解析：了解人类探索宇宙的历程和科学家的不懈努力所作出的重大贡献. 答案：BD4思路解析：由r T m r Mm G 22)2(π=可得：T=GMr 32π,r 越大,T 越大.而九大行星离太阳的距离由近及远的顺序是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星.可见冥王星的轨道半径最大,所以周期最长.答案：D5思路解析：万有引力是互相作用力，但是产生的结果不一定相同.答案：C6思路解析：设地球质量为M 、半径为R,在此忽略地球自转的影响,物体的重力加速度g 是地球对它的万有引力产生的,由万有引力与牛顿第二定律得：2R Mm G =mg,则地球表面的重力加速度为g=2R GM ；同理地球表面高为h 处的重力加速度为g′=2)(h R GM +,由此式可知,21)('22=+=h R R g g ,得R h =2－1. 答案：D7思路解析：托勒密集古代天文学研究之大成，构筑了“地心体系”的九重天模型，顺利地解释了许多天文现象，在天文学研究领域有一定的积极意义；哥白尼的日心说真正迎来了科学的春天，使人们开始了对天体运动的新思考.请查阅有关资料，了解人类在天文学研究领域的发展历程.答案：地心说 日心说8思路解析：第谷把行星运动的详细情况精确地记录了下来，开普勒根据第谷的精确数据，经过大量的复杂的计算，在1609年和1618年先后提出了行星运动的三大定律. 答案：开普勒9思路解析：星球表面的重力加速度为g=2RGM 所以g 火/g 地=M 火R 地2/M 地R 火2=p/q 2.答案：p/q 2。
高一物理鲁科版2第5章第2-3节万有引力定律的应用人类对太空的不懈追求课时作业含解析
一、选择题1．（多选)关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（）A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B．它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的最大运行速度C．它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D．它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度解析：选BC.第一宇宙速度也叫环绕速度，它是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的速度，由v＝错误!可知，r的最小值是地球半径,所以第一宇宙速度是所有在近地圆形轨道上运行的人造地球卫星中的最大速度，A选项错误，B选项正确．发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，一旦发射后就再无能量补充，被发射物靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运行轨道，所以发射速度不能小于第一宇宙速度．若发射速度等于第一宇宙速度,卫星只能“贴着”地面运行．可见第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，所以C选项正确，D选项错误．2．若地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其绕行速度( ）A．一定等于7.9 km/sB．一定小于7.9 km/sC．一定大于7。
9 km/sD．介于7.9 km/s～11。
2 km/s之间解析：选B。
第一宇宙速度(v1＝7.9 km/s)是卫星贴近地表的环绕速度，实际上卫星都是距离地面一定高度的，由v＝错误!知,卫星越高,其环绕速度越小，即一定小于7.9 km/s，故B正确．3．（多选）如图所示的圆a、b、c，其圆心均在地球自转轴线上，b、c的圆心与地心重合,对卫星环绕地球做匀速圆周运动而言（)A．卫星的轨道可能为aB．卫星的轨道可能为bC．卫星的轨道可能为cD．同步卫星的轨道一定为平行于b的某一同心圆解析：选BCD.物体做匀速圆周运动时,物体所受的合外力方向一定要指向圆心．对于这些卫星而言，F合＝F万，则万有引力应该指向轨迹的圆心,而卫星所受的万有引力都指向地心，即轨迹的圆心与地心重合，所以A选项错误，B、C选项正确;而对于同步卫星来说，由于相对地球表面静止，所以同步卫星应在赤道的正上空，因此D选项正确．4．（2014·南京实验国际学校高一检测）下列关于同步卫星的说法正确的是( ）A．它的运转与地球自转同步，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小B．它的周期与地球自转周期相同C．我国发射的同步通讯卫星定点在北京上空D．不同的同步卫星所受的向心力相同解析：选B.同步卫星只能定点于赤道上空,同步通讯卫星周期一定，故其高度、线速度、角速度都一定，不同的同步卫星质量不同，它们所受的向心力也不同．5．在轨道上运行的人造地球卫星,若卫星上的天线突然折断，则天线将( ）A．做自由落体运动B．做平抛运动C．和卫星一起绕地球在同一轨道上运行D．由于惯性沿轨道切线方向做直线运动解析：选C。
高中物理 5.2-5.3 万有引力定律的应用 人类对太空的不懈追求检测 鲁科版必修2(2021年整
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万有引力定律的应用人类对太空的不懈追求1．1999年5月10日,我国成功地发射了“一箭双星"，将“风云一号”气象卫星及“实验号”科学实验卫星送入离地面870 km的轨道,则这两颗卫星运行的速度为（) A．7.9 km/s B．11。
2 km/sC．7.4 km/s D．3.1 km/s解析：由于卫星在离地面870 km的轨道绕地球做匀速圆周运动，因此其运行速度小于第一宇宙速度，因此A、B错误;根据公式G错误!＝m错误!，当r等于地球的半径6 400 km时，速度为7。
9 km/s,因此可计算出当r等于7 270 km时，速度为7.4 km/s。
所以C正确．答案：C2。
三颗人造地球卫星A、B、C在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同,已知R A<R B<R C.若在某一时刻，它们正好运行到同一条直线上，如图所示．那么再经过卫星A的四分之一周期时，卫星A、B、C的位置可能是如图中的( ）解析：由G错误!＝mω2r得ω＝错误!，可知：ωA>ωB〉ωC，在相同的时间内转过的角度θA〉θB〉θC，故C项正确．答案: C3．“神舟七号”发射成功，并实现了中国人太空行走的梦想．如图所示．已知“神舟七号”在大约距离地面200 km的轨道上运行，则( )A．“神舟七号”的运行速度一定大于第一宇宙速度B．“神舟七号”的运行速度一定小于第一宇宙速度C．“神舟七号”的运行周期一定大于同步卫星的周期D．“神舟七号”的运行周期一定小于同步卫星的周期解析: 根据万有引力提供向心力得G错误!＝错误!＝m错误!r，由此可得v＝错误!，T＝错误!，“神舟七号"轨道半径大于地球半径，故A错误，B正确．“神舟七号”轨道半径小于同步卫星轨道半径，故C错误，D正确．答案：BD4．把太阳系各行星的运动近似看成匀速圆周运动,则离太阳越远的行星（）A．周期越小B．线速度越小C．角速度越小D．加速度越小解析：行星绕太阳做匀速圆周运动,所需的向心力由太阳对行星的引力提供，由G错误!＝m错误!得v＝错误!，可知r越大，线速度越小,B正确．由G错误!＝mω2r得ω＝错误!，可知r越大,角速度越小，C正确．又由T＝错误!知,ω越小，周期T越大，A错．由G错误!＝ma得a＝错误!，可知r越大，a越小，D正确．答案：BCD5．“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现A、B两颗均匀球形天体，两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是（）A．天体A、B的质量一定不相等B．两颗卫星的线速度一定相等C．天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径之比D．天体A、B的密度一定相等解析：假设某行星有卫星绕其表面旋转，万有引力提供向心力，可得G错误!＝m错误!R，那么该行星的平均密度为ρ＝错误!＝错误!＝错误!，卫星的环绕速度v＝错误!，表面的重力加速度g＝G错误!＝G·错误!，所以正确答案是C、D.答案: CD6．据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形工作轨道距月球表面分别约为200 km和100 km，运行速率分别为v1和v2.那么，v1和v2的比值为（月球半径取170 km）( ) A。
鲁科版高中物理必修二5.2、3 万有引力定律的应用 人类对太空的不谢追求.doc
高中物理学习材料桑水制作5.2、3 万有引力定律的应用人类对太空的不谢追求【学业达标训练】1.(2009·广东高考)关于地球的第一宇宙速度,下列表述正确的是( )A.第一宇宙速度又叫环绕速度B.第一宇宙速度又叫脱离速度C.第一宇宙速度与地球的质量无关D.第一宇宙速度与地球的半径无关3.(2009·广东高考)宇宙飞船在半径为R1的轨道上运行,变轨后的半径为R2,R1>R2，宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动,则变轨后宇宙飞船的( )A.线速度变小B.角速度变小C.周期变大D.向心加速度增大4.2009年4月5日,朝鲜发射了一颗人造卫星,但由于其运载火箭的第三级在自身推进作用完成后没有从卫星舱上脱离,导致发射失败,那么发射一颗绕地球运行的卫星的发射速度范围为( )A.v发<7.9 km/sB.v发≥7.9 km/sC.7.9 km/s≤v发<11.2 km/sD.v发≥11.2 km/s【解析】选C.发射人造地球卫星最小的发射速度为7.9 km/s ,但如果发射速度大于11.2 km/s,则卫星将摆脱地球的引力,不能成为绕地球运行的卫星,因此发射速度的范围为：7.9 km/s≤v发<11.2 km/s,故选项C正确.5.一个人造天体飞临某个行星，并进入行星表面的圆轨道，宇航员测出该天体环绕行星一周所用的时间为T，若此行星是一个质量均匀分布的球体，求此行星的密度.( 已知引力常量为G）【素能综合检测】一、选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分.每小题至少一个选项正确）1.(2010·广东实验中学高一检测)卫星电话在抢险救灾中能发挥重要作用.第一代、第二代海事卫星只使用静止轨道卫星,不能覆盖地球上的高纬度地区,而第三代海事卫星采用同步和中轨道卫星结合的方案,解决了覆盖全球的问题.它由4颗同步卫星与12颗中轨道卫星构成.中轨道卫星离地面的高度约为地球半径的2倍,分布在几个轨道平面上(与赤道平面有一定的夹角).地球表面处的重力加速度为g,则由于地球的作用使中轨道卫星处的重力加速度约为( )2.火星有两颗卫星,分别是火卫一和火卫二,它们的轨道近似为圆.已知火卫一的周期为7小时39分,火卫二的周期为30小时18分,则两颗卫星相比( )A.火卫一距火星表面较近B.火卫二的角速度较大C.火卫一的运动速度较大D.火卫二的向心加速度较大3.(思维拓展题)地球绕太阳的运动可视为匀速圆周运动，太阳对地球的万有引力提供地球运动所需要的向心力.由于太阳内部的核反应而使太阳发光，在这个过程中，太阳的质量在不断减小.根据这一事实可以推知，在若干年后，地球绕太阳的运动情况与现在相比( )A.运动半径变大B.运动周期变大C.运动速率变大D.运动角速度变大5.2009年4月15日零时16分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第二颗北斗导航卫星送入地球同步静止轨道.关于该卫星,下列说法正确的是( )A.运行速度大于7.9 km/sB.离地面高度一定,相对地面静止C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等二、非选择题（本题共3小题，共30分.要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要说明单位）6.(2010·合肥高一检测)(10分)宇航员登上一半径为R的星球表面,为测定该星球的质量,他用长细线一端拴一小球,另一端固定于O点,让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动常称为圆锥摆运动),如图1所示.若测得O点到圆面距离为h,圆锥摆的周期为T,已知万有引力常量为G.请推导出(1)该星球表面重力加速度g的表达式.(2)该星球质量M的表达式.7.（10分）金星的半径是地球的0.95倍,质量为地球的0.82倍.那么(g取10 m/s2)：(1)金星表面的自由落体加速度是多大?(2)金星的第一宇宙速度是多大?［探究·创新］8.(10分)2009年5月19日,美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机上的宇航员完成了对哈勃太空望远镜的最后一次维修，预计其寿命将延长至2013年，哈勃太空望远镜于1990年发射升空,在18年的时间里实现了第10万次绕地球轨道飞行,总里程达43.5亿公里,试分析以下问题:(1)哈勃太空望远镜的周期约为多少?(2)航天飞机对望远镜进行维修时,是否先进入哈勃望远镜的轨道,再加速追上望远镜?如不是请说明理由. 【解析】(1)望远镜的周期为:(2)不是,航天飞机如先进入哈勃太空望远镜的轨道,就和望远镜的速率相同,再加速将做离心运动远离望远镜而去.因此航天飞机应先进入比望远镜低的轨道,当飞机靠近望远镜时,再加速利用做离心运动接近望远镜进行维修工作.。
鲁科版 高一 第5章 万有引力定律及其应用 第3节 人类对太空的不懈追求 天天练
鲁科版 高一 第5章 万有引力定律及其应用 第3节 人类对太空的不懈追求 天天练一、单选题1. 日心说之所以被人们接受的原因是( )A．以地球为中心来研究天体的运动有很多无法解决的问题B．以太阳为中心，许多问题都可以解决，对行星运动的描述也变得简单了C．地球是围绕太阳运动的D．太阳总是从东方升起，从西方落下2. 下面关于丹麦天文学家第谷，对行星的位置进行观察所记录的数据，说法正确的是 ( )A．这些数据在测量记录时误差相当大B．这些数据说明太阳绕地球运动C．这些数据与以行星绕太阳做匀速圆周运动为模型得到的结果相吻合D．这些数据与行星绕太阳做椭圆运动为模型得到的结果相吻合3. 苹果落向地球而不是地球向上运动碰到苹果，原因是（）A．由于苹果质量小，对地球的引力小，而地球质量大，对苹果引力大造成的B．由于地球对苹果有引力，而苹果对地球无引力造成的C．苹果与地球间的引力是大小相等的，由于地球质量极大，不可能产生明显的加速度D．以上说法都不对4. 在发射宇宙飞船时，利用地球的自转可以尽量减少发射时火箭所提供的能量，那么最理想的发射场地应在地球的（）A．北极B．赤道C．南极D．除以上三个位置以外的其他某个位置5. 我国自行研制发射的“风云一号”、“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的，“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为T1＝12 h；“风云二号”是同步卫星，其轨道平面就是赤道平面，周期为T2＝24 h；两颗卫星相比( )A．“风云一号”离地面较高B．“风云一号”每个时刻可观察到的地球表面范围较大C．“风云一号”线速度较大D．若某时刻“风云一号”和“风云二号”正好同时在赤道上某个小岛的上空，那么再过12小时，它们又将同时到达该小岛的上空6. 若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的（）A．倍B．倍C．倍D．倍7. 为了测量某行星的质量为半径，宇航员记录了登陆舱在该行星表面做圆周运动的周期，登陆舱在行星表面着陆后，用弹簧测力计测量一个质量为的钩码时读数为。
鲁科版高中物理必修二高一每课一练5.2万有引力定律的应用14.docx
高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）5.2《万有引力定律的应用》同步测试1．“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现A、B两颗天体各有一颗靠近表面飞行的卫星，并测得两颗卫星的周期相等，以下判断错误的是A．天体A、B表面的重力加速度与它们的半径成正比B．两颗卫星的线速度一定相等C．天体A、B的质量可能相等D．天体A、B的密度一定相等2．利用下列哪组数据，可以计算出地球质量：（）A．已知地球半径和地面重力加速度B．已知卫星绕地球作匀速圆周运动的轨道半径和周期C．已知月球绕地球作匀速圆周运动的周期和月球质量D．已知同步卫星离地面高度和地球自转周期3．已知某天体的第一宇宙速度为8 km/s，则高度为该天体半径的宇宙飞船的运行速度为A．22km/s B．4 km/sC．42 km/s D．8 km/s4．探测器探测到土星外层上有一个环.为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来确定A．若v∝R，则该环是土星的一部分B．若v2∝R，则该环是土星的卫星群C．若v∝1/R，则该环是土星的一部分D．若v2∝1/R，则该环是土星的卫星群5．2002年12月30日凌晨，我国的“神舟”四号飞船在酒泉载人航天发射场发射升空，按预定计划在太空飞行了6天零18个小时，环绕地球108圈后，在内蒙古中部地区准确着陆，圆满完成了空间科学和技术试验任务，为最终实现载人飞行奠定了坚实基础.若地球的质量、半径和引力常量G均已知，根据以上数据可估算出“神舟”四号飞船的A.离地高度B.环绕速度C.发射速度D.所受的向心力6．航天技术的不断发展，为人类探索宇宙创造了条件.1998年1月发射的“月球勘探者号”空间探测器，运用最新科技手段对月球进行近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定等方面取得最新成果.探测器在一些环形山中央发现了质量密集区，当飞越这些重力异常区域时A ．探测器受到的月球对它的万有引力将变大B ．探测器运行的轨道半径将变大C ．探测器飞行的速率将变大D ．探测器飞行的速率将变小7．宇航员站在某一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球。
鲁科版高中物理必修二高一每课一练5.2万有引力定律的应用13.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理5.2《万有引力定律的应用》同步测试1.两个人造地球卫星，其轨道半径之比为r1∶r2=2∶1,求：（1）它们的向心加速度之比.（2）线速度之比.2.在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星,它到地面的距离等于地球半径R,地面上的重力加速度为g,求:(1)卫星运动的线速度;(2)卫星运动的周期.3.已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,不考虑地球自转的影响.（1）推导第一宇宙速度v1的表达式;（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为h,求卫星的运行周期T.4.航天飞机是能往返于地球和太空之间的载人飞行器，利用航天飞机，既可将人造卫星送入太空，也可以到太空去维修和保养太空站.（1）航天飞机对圆形轨道上的卫星进行维修时，两者的速度必须基本相同，现已知待修的卫星离地高为h，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，试求维修卫星时航天飞机的线速度的大小.（2）航天飞机返航着陆时,当速度达到某值时从尾部弹出减速伞，能使航天飞机迅速减速，若航天飞机质量为m，弹出减速伞后在水平跑道上滑行距离为s，受到的平均阻力为f.求减速伞刚弹出时，航天飞机的速度.5.无人飞船“神舟二号”曾在离地面高度H =3.4×105m 的圆轨道上运行了47h ，求这段时间里它绕地球多少周？（地球半径R =6.37×106m ，重力加速度g =9.8m/s 2）【解析】47h 内“神舟二号”绕地球运行多少周，也就是说47h 有几个周期，本题关键是求“神舟二号”的运行周期。
可以根据万有引力提供向心力这个思路来求周期T 。
设“神舟二号”的质量为m ，它在地面上的重力近似等于它受地球的万有引力，有 2Mm G mg R = 在空中运行时有 2224()()Mm G m R H R H Tπ=++ 解得：2()()R H R H T R gπ++==5474s=1.52h 47h 内绕地球运行的圈数47311.52h n h=≈周 6.已知地球半径R =6.4×106m ，地球质量M =6.0×1024kg ，地面附近的重力加速度g =9.8m/s 2，第一宇宙速度v 1=7.9×103m/s 。
鲁科版高中物理必修二高一每课一练5.2万有引力定律的应用11.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理5.2《万有引力定律的应用》每课一练1、关于第一宇宙速度，下面说法正确的是（）A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度C．它是使卫星进入近地圆形轨道的最大发射速度D．它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度3、关于人造地球卫星与宇宙飞船的下列说法中，正确的是（）A．如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，就可算出地球质量B．两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期就一定是相同的C．原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可D．一只绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞行速度减小3、一个半径比地球大3倍，质量是地球36倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的( )A．6倍 B．18倍C．4倍Ｄ．13.5倍4．两个行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，若它们只受太阳万有引力作用，那么，这两个行星的向心加速度之比为（）（A）1 （B）m2 r1/ m1r2（C）m1r2/ m2r1（D）r22/ r125．下列有关行星运动的说法中，正确的是（）（A）由 = v/r，行星轨道半径越大，角速度越小（B ）由a = r 2，行星轨道半径越大，行星的加速度越大 （C ）由a = v 2/r ，行星轨道半径越大，行星的加速度越小 （D ）由G2rMm = mv 2/R ，行星轨道半径越大，线速度越小 6．设行星A 和B 是两个均匀球体，A 和B 的质量之比m A :m B ＝2:1；A 与B 的半径之比R A :R B ＝1:2，行星A 的卫星a 沿圆轨道运行的周期为T a ，行星B 的卫星b 沿圆轨道运行的周期为T b ，两卫星的圆轨道都非常接近各自的行星表面，则它们运动的周期之比为 （ ）（A ）T a : T b =1:4（B ）T a : T b =1:2（C ）T a : T b =2:1 （D ）T a : T b = 4:1 7.有质量相等的两个人造地球卫星A 和B ，分别在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动.两卫星的轨道半径分别为r A 和r B ，且r A ＞r B .则A 和B 两卫星相比较，以下说法正确的是（ ）A.卫星A 的运行周期较小B.卫星A 受到的地球引力较大C.卫星A 的动能较大D.卫星A 的机械能较大8.如图4—3—1所示，a 、b 、c 是在地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星.下列说法中正确的是（ ）图4—3—1A.b 、c 的线速度大小相等，且大于a 的线速度B.b 、c 的向心加速度大小相等，且小于a 的向心加速度C.b 、c 运行周期相同，且小于a 的运行周期D.由于某种原因，a 的轨道半径缓慢减小，a 的线速度将变小9.两个行星各有一个卫星绕其表面运行，已知两个卫星的周期之比为1∶2，两行星半径之比为2∶1（ ）①两行星密度之比为4∶1 ②两行星质量之比为16∶1 ③两行星表面处重力加速度之比为8∶1④两卫星的速率之比为4∶1A.①②B.①②③C.②③④D.①③④10.某人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球半径为R，地面重力加速度为g，下列说法错误的是（）A.人造卫星的最小周期为2πgR/B.卫星在距地面高度R处的绕行速度为2/RgC.卫星在距地面高度为R处的重力加速度为g/4D.地球同步卫星的速率比近地卫星速率小，所以发射同步卫星所需的能量较少１1、地球质量的计算：已知月球到地球的球心距离为r＝4×108m，月亮绕地球运行的周期为30天，求地球的质量。
高中物理第5章第2节万有引力定律的应用第3节人类对太空的不懈追求鲁科鲁科高一物理
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思路点拨：仔细观察卫星的运行轨道图，找出卫星所在的轨道 位置，判断出轨道半径的大小，然后结合相应的公式比较各物理量 的关系．
B．美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第 三宇宙速度
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C．第二宇宙速度是物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳 运行的人造小行星的最小发射速度
(× )
(4)第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度．
(√)
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(5)无论从哪个星球上发射卫星，发射速度都要大于7.9 km/s.
(× )
(6)当发射速度v＞7.9 km/s时，卫星将脱离地球的吸引，不再绕
地球运动．
( ×)
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＝24 h.
(2)角速度一定：同步卫星绕地球运动的角速度等于地球自转的
角速度．
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(3)轨道一定． ①因提供向心力的万有引力指向圆心，所有同步卫星的轨道必 在赤道平面内．
3
②由于所有同步卫星的周期相同，由r＝
GMT2 4π2
知，所有同步
卫星的轨道半径都相同，即在同一轨道上运动，其确定的高度约为
力，即G
Mm r2
＜m
v2 r
，卫星做离心运动，轨道半径将变大，所以要使
卫星的轨道半径变大，需开动反冲发动机使卫星做加速运动．
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高中物理学习材料唐玲收集整理5.2《万有引力定律的应用》同步测试1.宇宙飞船在绕地球的圆轨道上运行时，宇航员由静止释放一探测仪器，该仪器离开飞船后的运动情况为（）A.继续和飞船一起沿轨道运行B.做平抛运动落向地球C.由于惯性沿轨道切线方向飞出做匀速直线运动而远离地球D.做自由落体运动而落向地球2.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其速率（）A.大于7.9 km/sB.介于7.9 km/s～11.2 km/s之间C.小于或等于7.9 km/sD.一定等于7.9 km/s【解析】选C.第一宇宙速度v=7.9 km/s是绕地球做匀速圆周运动的最大速度,故所有人造地球卫星的速度都小于或等于第一宇宙速度,故C正确.3.若人造卫星绕地球做匀速圆周运动,则下列说法正确的是（）A.卫星的轨道半径越大,它的运行速度越大B.卫星的轨道半径越大,它的运行速度越小C.卫星的质量一定时,轨道半径越大,它需要的向心力越大D.卫星的质量一定时,轨道半径越大,向心加速度越大4.（2009·广东高考）关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是（）A.第一宇宙速度又叫环绕速度B.第一宇宙速度又叫脱离速度C.第一宇宙速度跟地球的质量无关D.第一宇宙速度跟地球的半径无关6.1989年10月18日，人类发射的“伽利略号”木星探测器进入太空,于1995年12月7日到达木星附近，然后绕木星运转并不断发回拍摄到的照片，人类发射该探测器的发射速度应为（）A.等于7.9 km/sB.大于7.9 km/s而小于11.2 km/sC.大于11.2 km/s而小于16.7 km/sD.大于16.7 km/s【解析】选C.探测器要到达木星，首先使之成为绕太阳转动的“人造行星”，使其进入木星附近，然后成为木星的卫星，因此发射速度应介于第二宇宙速度与第三宇宙速度之间，故选C.8.据报道， 2009年4月 29日，美国亚利桑那州一天文观测机构发现一颗与太阳系其他行星逆向运行的小行星，代号为2009HC82.该小行星绕太阳一周的时间为3.39年，直径2～3千米，其轨道平面与地球轨道平面呈155°的倾斜.假定该小行星与地球均以太阳为中心做匀速圆周运动,则小行星和地球绕太阳运动的速度大小的比值为（）9.宇宙飞船在半径为R1的轨道上运行，变轨后的半径为R2,R1>R2.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，则变轨后宇宙飞船的（）A．线速度变小 B.角速度变小C．周期变大 D.向心加速度变大。
高中物理 5.2万有引力定律的应用1每课一练 鲁科版必修2
高中物理 5.2万有引力定律的应用1每课一练 鲁科版必修2第2节 万有引力定律的应用一、选择题；1、关于人造地球卫星，下列说法正确的是A 第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球运动所必须的最大地面发射速度B 第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度C 卫星离地面越高，运行速率越大，周期越小D 卫星的轨道半径越大，需要的发射速度越大，在轨道上运行的速度越小2、宇航员在飞船中绕月球表面做匀速圆周运动，假定月球是一个均匀的球体，宇航员要测出月球的密度，下列各组数据中需测量的是A 飞船的运行周期B 飞船的质量和体积C 飞船的轨道半径和周期D 月球绕地球运动的周期和轨道半径3、用m 表示地球同步通信卫星的质量，h 表示地球自转的角速度它距地面的高度，R 0表示地球的半径，g 0表示地球表面处的重力加速度，ω0表示地球自转的角速度，则卫星所受地球对它的万有引力A 等于0B 等于()20200h R R mg + C 等于340020ωg R m D 以上结果都不对4、若人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越近的卫星A 速度越大B 角速度越大C 加速度越大D 周期越大二、填空题：5、有两颗人造地球卫星，它们的质量之比为m 1: m 2=1:2，运行速率之比是V 1: V 2=1:2。
则它们的运行周期之比是_______，轨道半径之比是_______，向心加速度之比是_______，所受向心力之比是_______。
6、海王星的质量是地球的17倍，它的半径是地球的4倍，绕海王星表面做圆周运动的宇宙飞船的运行速度为______________。
三、计算题：7、利用所学知识，推导第一宇宙速度的另一表达式V=gR 。
8、“2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船在洒泉卫星发射中心成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送入太空。
飞船绕地球飞行14圈后，于10月16日6时23分安全降落在蒙古主着陆场。
”根据以上消息，近似地把飞船从发射到降落的全部运动看做绕地球的匀速圆周运动，试估算神舟五号绕地球飞行时距地面的高度（已知地球的质量为M=6.0×1024kg，地球的半径R=6.4×103km）。
高中物理 5.3人类对太空的不懈追求7每课一练 鲁科版必修2
高中物理 5.3人类对太空的不懈追求7每课一练 鲁科版必修21．已知地球半径为R ，地面重力加速度为g . 假设地球的自转加快，则赤道上的物体就可能克服地球引力而飘浮起来，则此时地球的自转周期为（ ） A. g R B. g R π2 C. R g π2 D. gR π21 2．组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率.如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动.由此能得到半径为R 、密度为ρ、质量为M 且均匀分布的星球的最小自转周期T .下列表达式中正确的是（ ）A ．T =2πGM R /3B ．T =2πGM R /33C ．T =ρπG /D ．T =ρπG /3答案：如果万有引力不足以充当向心力，星球就会解体，据万有引力定律和牛顿第二定律得：G 2224T m R Mm π=R 得T =2πGMR 3,又因为M =34πρR 3,所以T =ρπg 3 3．若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T ，引力常数为G ，那么该行星的平均密度为（ ） A. π32GT B. 23GT π C. π42GT D. 24GT π 4．地球公转的轨道半径是R 1，周期是T 1，月球绕地球运转的轨道半径是R 2，周期是T 2，则太阳质量与地球质量之比是 （ ） A. 22322131T R T R B. 21322231T R T R C. 21222221T R T R D. 32223121T R T R 5．地球表面重力加速度g 地、地球的半径R 地，地球的质量M 地，某飞船飞到火星上测得火星表面的重力加速度g 火、火星的半径R 火、由此可得火星的质量为（ ） A. 地地地火火M R g R g 22 B. 地火火地地M R g R g 22 C. 地地地火火M R g R g 22 D. 地地地火火M R g R g6．设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k （均不计阻力），且已知地球与该天体的半径之比也为k ，则地球与此天体的质量之比为 （ ）A. 1B. kC. k 2D. 1/ k7．某星球的质量约为地球的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高h 处平抛一物体，射程为60m ，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为（ ）A ．10mB ．15mC ．90mD ．360m8．已知一颗人造卫星在某行星表面上空绕行星做匀速圆周运动，经过时间t ，卫星的行程为s ，卫星与行星的中心连线扫过的角度是1rad ，那么卫星的环绕周期T ＝_______，该行星的质量M ＝________。
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2012高一物理每课一练5.2万有引力定律的应用5.3人类对太空的
不懈追求（鲁科版必修2）有详解
一、单项选择题(本题包括6小题，每小题5分，共30分)
1.(创新题)2010年10月1日，我国成功发射了第二颗探月卫星“嫦娥二号”，
关于“嫦娥二号”卫星的地面发射速度，以下说法正确的是( )
A.等于7.9 km/s
B.介于7.9 km/s和11.2 km/s之间
C.小于7.9 km/s
D.介于11.2 km/s和16.7 km/s之间
2.地球半径为R，地面上重力加速度为g，在高空绕地球做匀速圆周运动的
人造卫星，其线速度的大小可能是( )
A. gR
B. gR 2
C. 2gR
D.2gR
3.(2011·哈尔滨高一检测)当人造卫星进入轨道做匀速圆周运动后，下列叙述正确的是( )
A.在任何轨道上运动时，地球球心都在卫星的轨道平面内
B.卫星运动速度一定等于7.9 km/s
C.卫星内的物体仍受重力作用，并可用弹簧测力计直接测出所受重力的大小
D.因卫星处于完全失重状态，所以卫星轨道所在处的重力加速度等于零
4.(2011·南阳高一检测)如图所示，在同一轨道平面上，有绕地
球做匀速圆周运动的卫星a、b、c，某时刻它们处在同一直线上，
则( )
A.经过一段时间，它们将同时第一次回到原位置
B.卫星c受到的向心力最小
C.卫星b的周期比c大
D.卫星a的角速度最大
5.(2011·石家庄高一检测)设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动，若测得土星到太阳的距离为R，土星绕太阳运动的周期为T，万有引力常量G已知，根据这些数据，不能求出的量有( ) A.土星线速度的大小 B.土星加速度的大小
C.土星的质量
D.太阳的质量
6.(2010·江苏高考)2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜
的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上
的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中错误的是( )
A.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
B.在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能
C.在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
D.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
二、非选择题(本题包括2小题，共20分，要有必要的文字叙述)
7.(10分)宇航员在地球表面以一定初速度竖直向上抛出一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，小球需经过时间5t落回原处.(取地球表面重力加速度g＝10 m/s2，空气阻力不计)
(1)求该星球表面附近的重力加速度g′；
(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地＝1∶4，求该星球的质量与地球质量之比M
星∶M地.
8.(挑战能力)(10分)在地球上通讯，如果用同步卫星转发的无线电话与对方通话，至少等
多长时间才能听到对方的回话？已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，地球的自转
周期为T，无线电信号的传播速度为c.
答案解析
1.【解析】选B.“嫦娥二号”探月卫星是以直奔38万公里远地点的方式发射的，所以其地
面发射速度大于7.9 km/s，但由于它并没有脱离地球的引力范围，所以小于11.2 km/s，故
B正确.
2.【解析】选B.贴近地表运行的卫星的线速度是所有绕地球做匀速圆周运动卫星的最大环绕速度，其大小为v=gR，所以高空卫星的线速度应小于gR，故B正确，A、C、D错误.
3.【解析】选A.由于地球对卫星的万有引力提供向心力，所以球心必然是卫星轨道的圆心，
A正确.只有贴近地表做匀速圆周运动的卫星的速度等于7.9 km/s，其他卫星的线速度小于
7.9 km/s ，B 错误.卫星绕地球做匀速圆周运动，其内部的物体处于完全失重状态，弹簧测力计无法测出其重力，地球在卫星轨道处产生的重力加速度等于其向心加速度，并不等于零，
C 、
D 错误.
4.【解析】选D.由T=2=2T π可知，轨道运动半径越大，卫星周期越大，所以c 的周期最大，a 的周期最小、角速度最大，故经过一定时间，a 先回到原位置，A 、C 错误，D 正确.由F=G 2Mm r
可知，不知三颗卫星质量的关系，无法判断他们受到的万有引力大小的关系，B 错误.
5.【解析】选C.根据已知数据可求：土星的线速度大小v=2R T
π、土星的加速度a=224R T π、太阳的质量M=23
2
4R GT π，无法求土星的质量，所以选C. 6.【解析】选D.根据开普勒定律可知，卫星在近地点的速度大于在远地点的速度，A 说法正确；由轨道Ⅰ变到轨道Ⅱ要减速，所以B 说法正确；类比于行星椭圆运动，由开普勒第三定律可知，32R T =k ，因R 2<R 1，所以T 2<T 1，C 说法正确；根据a= 2GM R
，在飞船运动到轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的A 点时加速度相等，D 说法错误.
独具【方法技巧】 卫星变轨问题的处理技巧
卫星变轨问题是天体运动中的难点，处理此类问题有以下两点技巧：
(1)当卫星绕天体做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，由2
2Mm v G m r r
=，得v=
r 越大，线速度v 越小.当由于某原因速度v 突然改变时，若速度v 减小，则F>m 2v r ，卫星将做近心运动，轨迹为椭圆，若速度v 增大，则F<m 2
v r ，卫星将做离心运动，轨迹为椭圆，此时可用开普勒三定律分析其运动.
(2)卫星到达椭圆轨道与圆轨道的切点时，卫星受到的万有引力相同，所以加速度相同.
7.【解析】(1)由题意及竖直上抛运动规律知：
小球在地球表面向上抛出至落回原处经历时间为t=02v g
小球在某星球表面向上抛出至落回原处经历时间为5t=
02v g ' 联立以上两式得g ′= 15
g=2 m/s 2 (2)根据g=2GM R
，得M= 2gR G 故有：M 星∶M 地＝22g R gR '星地
∶＝1∶80 答案：(1)2 m/s 2 (2)1∶80
8.【解析】地球同步卫星的周期与地球自转周期T 相同，设卫星离地面高度为h ，则卫星绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，有：
G ()2Mm
R h +=m 224T
π(R+h) 在地表附近：G 2
Mm R =mg
解得：R 信号传递的最短距离为2h ，收话人(在地球上)收到发话人的信号立即回话，信号又需要传播2h 的距离才能到达发话人，由此可知最短时间为
t=4h 4c c =R )
答案：4c R )。