2018版浙江高中物理学业水平考试知识清单与冲a训练:专练5 万有引力与航天含答案

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2018年6月浙江物理学考复习讲义-学生版

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2018年6月浙江物理学考复习讲义浙江物理学考研究工作室目录第一章运动的描述匀变速直线运动的研究 (3)第1节.运动的描述 (3)第2节.匀变速直线运动的研究 (11)第二章相互作用 (19)第1节.重力弹力摩擦力 (19)第2节.力的合成与分解 (26)第3节.受力分析共点力的平衡 (31)第三章牛顿运动定律 (36)第1节.牛顿第一定律牛顿第三定律 (36)第2节.牛顿运动定律力学单位制 (41)第3节.牛顿运动定律的综合应用 (45)第四章曲线运动万有引力与航天 (52)第1节.曲线运动运动的合成与分解 (53)第2节.平抛运动 (57)第3节.圆周运动 (62)第4节.万有引力与航天 (70)第五章机械能 (77)第1节.功功率 (77)第2节.动能定理 (81)第3节.机械能守恒定律 (86)第4节.功能关系能量守恒定律 (91)第六章静电场 (96)第1节.电场力的性质 (96)第2节.运动能的性质 (102)第3节.电容器与带电粒子在电场中的运动 (107)第七章恒定电流 (112)第1节.电流电阻电功率及焦耳定律 (112)第2节.电路闭合电路欧姆定律 (119)第八章磁场 (127)第1节.磁场的描述 (127)第2节.磁场对电流及运动电荷的作用 (131)[浙江考试标准]第1节 运动的描述考点一| 质点、参考系和坐标系1.质点(1)用来代替物体有质量的点叫做质点.(2)研究一个物体的运动时,如果物体的形状和大小对问题的影响可以忽略,就可以看做质点.(3)质点是一种理想化模型,实际并不存在.2.参考系(1)参考系可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体,我们都假定它是静止的.(2)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系.(3)选取不同的物体作为参考系,对同一物体运动的描述可能不同.通常以地球为参考系.3.坐标系(1)建立目的定量描述物体的位置及位置的变化.(2)建立原则建立坐标系的原则是确定物体的位置方便简捷.(2015·浙江10月学考)2015年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年阅兵式在天安门广场举行.如图所示,七架战机保持“固定队列”在天安门广场上空飞过.下列说法正确的是()图1-1-1A.以某飞机为参考系,其他飞机是静止的B.以飞行员为参考系,广场上的观众是静止的C.以某飞行员为参考系,其他飞行员是运动的D.以广场上的观众为参考系,飞机是竖直向上运动的1.(2017·宁波联考)第二届夏季青年奥林匹克运动会于2014年8月在南京举行,该届青奥会在“三大场馆区”的15个不同竞赛场馆进行了26个项目比赛,向世界奉献了一届精彩的青奥会.在评判下列运动员的比赛成绩时,运动员可视为质点的是()2.以下情景中,人或物体可以看成质点的是()A.研究一列火车通过长江大桥所需的时间B.乒乓球比赛中,运动员发出的旋转球C.研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作D.用GPS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置3.飞机着地后还要在跑道上滑行一段距离,机舱内的乘客透过窗户看到树木向后运动,乘客选择的参考系是()A.停在机场的飞机B.候机大楼C.乘客乘坐的飞机D.飞机跑道4.图1-1-2是为了定量研究物体的位置变化作出的坐标轴(x轴),在画该坐标轴时规定原点在一长直公路上某广场的中心.公路为南北走向,规定向北为正方向.坐标轴上有两点A和B,A的位置坐标为x A=5 m,B的位置坐标为x B=-3 m.下列说法正确的是()①A点位于广场中心南5 m处②A点位于广场中心北5 m处③B点位于广场中心南3 m处④B点位于广场中心北3 m处A.①③B.②④C.①④D.②③考点二| 时间和位移1.时刻和时间(1)时刻是指某一瞬间,时间间隔表示某一过程.(2)在表示时间的数轴上,时刻用点来表示,时间用线段来表示.2.位移(1)定义:表示质点的位置变动,它是质点由初位置指向末位置的有向线段.(2)与路程的区别:位移是矢量,路程是标量.只有在单向直线运动中,位移的大小才等于路程.(2016·浙江4月学考)某同学绕操场一周跑了400 m,用时65 s.这两个物理量分别是()A.路程、时刻B.位移、时刻C.路程、时间D.位移、时间1.下列关于矢量和标量的说法中正确的是()A.取定正方向,做直线运动的甲、乙两物体的位移x甲=3 m,x乙=-5 m,则x甲>x乙B.甲、乙两运动物体的位移大小均为50 m,这两个物体的位移必定相同C.温度计读数有正有负,所以温度是矢量D.温度计读数的正负号表示温度高低,不表示方向,温度是标量2.下列涉及研究位移的是()A.高速公路路牌标示“中山20公里”B.汽车行程计量表C.雨滴在3 s内下降10 mD.登山运动员攀登一座高为500 m的高山C[A、B指的是路程,D指的是高度差,与运动员的运动无关,只有C指的是位移,故选项C正确.]3.(2017·奉化市调研)如图1-1-3所示,三位旅行者从北京到上海,甲乘火车直达,乙乘飞机直达,丙先乘汽车到天津,再换乘轮船到上海,这三位旅行者中( )图1-1-3A .甲的路程最小B .丙的位移最大C .三者位移相同D .三者路程相同4.如图1-1-4所示的时间轴,下列关于时刻和时间的说法中正确的是( )图1-1-4A .t 2表示时刻,称为第2 s 末或第3 s 初,也可以称为2 s 内B .t 2~t 3表示时间,称为第3 s 内C .t 0~t 2表示时间,称为最初2 s 内或第2 s 内D .t n -1~t n 表示时间,称为第(n -1)s 内5.如图1-1-5所示,物体沿两个半径为R 的圆弧由A 到C ,则它的位移和路程分别为( )图1-1-5A.5π2R ,A 指向C ;10RB.5π2R ,A 指向C ;5π2RC.10R ,A 指向C ;5π2RD.10R ,C 指向A ;5π2R考点三| 速度1.速度(1)物理意义:描述物体运动快慢和方向的物理量,是状态量.(2)定义式:v=Δx Δt.(3)决定因素:v的大小由v0、a、Δt决定.(4)方向:与位移同向,即物体运动的方向.2.平均速度(1)在变速运动中,物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度,即v=ΔxΔt,其方向与位移的方向相同.(2)平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度,它与一段时间或一段位移相对应.3.瞬时速度(1)运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧,是矢量.瞬时速度的大小叫速率,是标量.(2)瞬时速度能精确描述物体运动的快慢,它是在运动时间Δt→0时的平均速度,与某一时刻或某一位置相对应.(3)平均速率是路程与时间的比值,它与平均速度的大小没有对应关系.(2015·浙江10月学考)小李乘坐高铁,当他所在的车厢刚要进隧道时,看到车厢内显示屏上的示数为216 km/h,他立即观察手表秒针走动,经过20 s车厢出了隧道,则该隧道的长度约为()图1-1-6A.600 m B.1 200 mC.2 160 m D.4 320 m1.汽车启动后,某时刻速度计示数如图1-1-7所示.由此可知此时汽车( )图1-1-7A .行驶了70 hB .行驶了70 kmC .速率是70 m/sD .速率是70 km/h2.教练员分析运动员百米赛跑的全程录像带,测得运动员在第1 s 内的位移是8 m ,前7 s 跑了63 m ,跑到终点用了10 s ,则( )A .运动员在全程内的平均速度是10 m/sB .运动员在第1 s 末的瞬时速度是8 m/sC .运动员在百米终点的冲刺速度为10 m/sD .运动员在第7 s 内的平均速度是9 m/s3.一个朝着某方向做直线运动的物体,在时间t 内的平均速度是v ,紧接着t 2内的平均速度是v 2,则物体在这段时间内的平均速度是( )A .vB.23vC.43vD.56v4.用如图1-1-8所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度.已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0 mm ,遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s ,则滑块经过光电门位置时的速度大小为( )图1-1-8A .0.10 m /sB .100 m/sC.4.0 m/s D.0.40 m/s考点四| 加速度1.速度变化量(1)物理意义:描述物体速度改变的物理量,是过程量.(2)定义式:Δv=v-v0.(3)决定因素:Δv由v与v0进行矢量运算得到,由Δv=aΔt知Δv由a与Δt 决定.(4)方向:由Δv或a的方向决定.2.加速度(1)物理意义:描述物体速度变化快慢和方向的物理量,是状态量.(2)定义式:a=ΔvΔt=v-v0Δt.(3)决定因素:a不是由v、Δt、Δv来决定,而是由Fm来决定.(4)方向:与Δv的方向一致,由合外力的方向决定,而与v0、v的方向无关.3.判断物体加速或减速的方法(1)当a与v同向时,物体加速;(2)当a与v反向时,物体减速.(2015·浙江10月学考)如图1-1-9所示,一女同学穿着轮滑鞋以一定的速度俯身“滑入”静止汽车的车底,她用15 s穿越了20辆汽车底部后“滑出”,位移为58 m.假设她的运动可视为匀变速直线运动,从上述数据可以确定()图1-1-9A.她在车底运动时的加速度B.她在车底运动时的平均速度C.她刚“滑入”车底时的速度D.她刚“滑出”车底时的速度1.关于速度、速度的变化量和加速度,下列说法正确的是()A.物体运动的速度变化量越大,它的加速度一定越大B.速度很大的物体,其加速度可能为零C.某时刻物体的速度为零,其加速度不可能很大D.加速度很大时,物体运动的速度一定很快变大2.关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是()A.速度变化越大,加速度就越大B.速度变化越快,加速度越大C.加速度大小不变,速度方向也保持不变D.加速度大小不断变小,速度大小也不断变小3.沿直线做匀变速运动的质点在第一个0.5 s内的平均速度比它在第一个1.5 s内的平均速度大2.45 m/s,以质点的运动方向为正方向,则质点的加速度为() A.2.45 m/s2B.-2.45 m/s2C.4.90 m/s2D.-4.90 m/s2第2节匀变速直线运动的研究考点一| 匀变速直线运动的规律1.基本规律(1)速度公式:v=v0+at.(2)位移公式:x=v0t+12at2.(3)位移速度关系式:v2-v20=2ax.这三个基本公式,是解决匀变速直线运动的基石.均为矢量式,应用时应规定正方向.2.两个重要推论(1)物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度,还等于初、末时刻速度矢量和的一半,即:v=v t2=v0+v2.(2)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量,即:Δx=x2-x1=x3-x2=…=x n-x n-1=aT2.3.v0=0时的四个重要推论(1)1T末、2T末、3T末、…瞬时速度的比为:v1∶v2∶v3∶…∶v n=1∶2∶3∶…∶n.(2)1T内、2T内、3T内…位移的比为:x1∶x2∶x3∶…∶x n=12∶22∶32∶…∶n2.(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内…位移的比为:xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶x n=1∶3∶5∶…∶(2n-1).(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为:t1∶t2∶t3∶…∶t n=1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n-n-1).1.下列关于匀变速直线运动的说法中,正确的是()A.匀变速直线运动是运动快慢相同的运动B.匀变速直线运动是速度变化量相同的运动C.匀变速直线运动的速度一直在增加D.匀变速直线运动就是速度变化快慢相同的运动2.(2017·舟山学考模拟)汽车由静止开始匀加速前进,经过10 s速度达到5 m/s,则在这10 s内()A.汽车的平均速度是0.5 m/sB.汽车的平均速度是2.5 m/sC.汽车的平均速度是5 m/sD.汽车的位移是50 m3.在一次交通事故中,警察测量出肇事车辆的刹车痕迹是20 m,设该车辆的刹车加速度大小是10 m/s2,该路段的限速为60 km/h.则该车() A.刹车所用的时间为1 s B.超速C.不超速D.行驶速度为60 km/h4.(2017·嘉兴市联考)有一列火车正在做匀加速直线运动.从某时刻开始计时,第1 min内,发现火车前进了180 m,第2 min内,发现火车前进了360 m.则火车的加速度为()A.0.01 m/s2B.0.05 m/s2C.36 m/s2D.180 m/s25.假设某无人机靶机以300 m/s的速度匀速向某个目标飞来,在无人机离目标尚有一段距离时发射导弹,导弹以80 m/s2的加速度做匀加速直线运动,以1 200 m/s的速度在目标位置击中该无人机,则导弹发射后击中无人机所需的时间为()A.3.75 s B.15 sC.30 s D.45 s考点二| 自由落体运动伽利略对自由落体运动的研究1.自由落体运动(1)条件:物体只受重力作用,从静止开始下落.(2)运动特点:初速度v0=0,加速度为重力加速度g的匀加速直线运动.(3)基本规律:①速度公式:v=gt.②位移公式:h=12gt2.③速度位移关系式:v2=2gh.2.自由落体加速度(1)在同一地点,一切物体自由下落的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度.方向:竖直向下.(2)在地球上其大小随地理纬度的增加而增大,在赤道上最小,两极处最大.3.伽利略对自由落体运动的研究(1)亚里士多德认为物体下落的快慢是由它的重量决定的,物体越重,下落得越快.(2)伽利略认为,重物和轻物应该下落得同样快,他猜想落体应该是一种最简单的变速运动,即它的速度应该是均匀变化的.(3)日常生活中常会见到,较重的物体下落得比较快,这是由于空气阻力对不同物体的影响不同.(4)由于自由下落物体运动时间太短,当时直接验证自由落体运动是匀加速直线运动很困难,伽利略采用了间接的验证方法,他让一个铜球从阻力很小的斜面上滚下,做了上百次的实验,证明了球在斜面上的运动是匀变速直线运动,然后将此结论合理外推到自由落体运动上.(5)伽利略的科学方法:观察现象→逻辑推理→猜想假说→实验验证→修正推广.4.竖直上抛运动规律(1)运动特点:加速度为g ,上升阶段做匀减速直线运动,下降阶段做自由落体运动.(2)基本规律:①速度公式:v =v 0-gt . ②位移公式:h =v 0t -12gt 2.③速度位移关系式:v 2-v 20=-2gh . ④上升的最大高度:H =v 22g .⑤上升到最高点所用时间:t =v 0g .(2016·浙江4月学考)宇航员在月球上离月球表面高10 m 处由静止释放一片羽毛,羽毛落到月球表面上的时间大约是( )A .1.0 sB .1.4 sC .3.5 sD .12 s(2016·10月浙江学考)其探险者在野外攀岩时,踩落一小石块,约5 s后听到石块直接落到崖底的声音,探险者离崖底的高度最接近的是( )A .25 mB .50 mC .110 mD .150 m1.伽利略为了研究自由落体运动的规律,将落体实验转化为著名的“斜面实验”,如图1-2-1所示,对于这个研究过程,下列说法正确的是()图1-2-1①斜面实验放大了重力的作用,便于测量小球运动的路程②斜面实验“冲淡”了重力的作用,便于小球运动时间的测量③通过对斜面实验的观察与计算,直接得到自由落体运动的规律④根据斜面实验结论进行合理外推,得到自由落体运动的规律A.①②B.③④C.①③D.②④2.已知广州地区的重力加速度为9.8 m/s2,在此地区物体做自由落体运动的说法中,正确的是()A.下落过程,物体的速度每秒增加9.8 m/sB.自由落体运动是一种匀速运动C.释放物体瞬间,物体速度和加速度都为零D.物体越重,下落的越快3.质量不等的两个物体从相同高度处做自由落体运动,下列说法正确的是() A.下落所用时间不同B.落地时速度不同C.下落的加速度相同D.落地时速度变化量不相同4.蹦床运动要求运动员在一张绷紧的弹性网上蹦起、腾空并做空中运动.为了测量运动员跃起的高度,训练时可在弹性网上安装压力传感器,利用传感器记录弹性网所受的压力,并在计算机上作出压力—时间图象,假如作出的图象如图1-2-2所示.设运动员在空中运动时可视为质点,则运动员跃起的最大高度是(g 取10 m/s2)()图1-2-2A.1.8 m B.3.6 mC.5.0 m D.7.2 m5.一小石块从空中a点自由落下,先后经过b点和c点,不计空气阻力.经过b点时速度为v,经过c点时速度为3v,则ab段与ac段位移之比为() A.1∶3 B.1∶5C.1∶8 D.1∶9考点三| 运动学图象1.x t图象(1)物理意义:反映了物体做直线运动的位移随时间变化的规律.(2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小.②切线斜率的正负表示物体速度的方向.(3)两种特殊的x t图象①匀速直线运动的x t图象是一条倾斜的直线.②若x t图象是一条平行于时间轴的直线,则表示物体处于静止状态.2.v t图象(1)物理意义:反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律.(2)图线斜率的意义①图线上某点切线的斜率的大小表示物体加速度的大小.②图线上某点切线的斜率的正负表示物体加速度的方向.(3)两种特殊的v t图象①匀速直线运动的v t图象是与横轴平行的直线.②匀变速直线运动的v t图象是一条倾斜的直线.(4)图线与时间轴围成的面积的意义①图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的位移大小.②此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正方向;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负方向.(2015·浙江10月学考)下列v t图象中,表示物体做匀速直线运动的是()A B C D1.跳伞运动员从静止在空中的直升飞机上下落,在打开降落伞之前做自由落体运动,打开降落伞之后做匀速直线运动.则描述跳伞运动的v t图象是下图中的()2.(2017·杭州市联考)质点做直线运动的速度—时间图象如图1-2-3所示,该质点()图1-2-3A.在第1秒末速度方向发生了改变B.在第2秒末加速度方向发生了改变C.在第2秒内发生的位移为零D.在第3秒末和第5秒末的位置相同3.t=0时甲、乙两物体同时从同一地点出发沿同一直线运动,以出发点为参考点,它们的位移—时间(x t)图象如图1-2-4所示,下列说法正确的是()图1-2-4A.甲做匀速直线运动,乙做匀加速直线运动B.0~t1时间内,甲与乙的平均速度相同C.t1时刻,甲、乙位置相同,瞬时速度相同D.t1时刻,甲在乙的前方,乙的速度大于甲的速度4.一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶,其运动过程的v t图象如图1-2-5所示.图1-2-5(1)摩托车在0~20 s这段时间的加速度大小a;(2)摩托车在0~75 s这段时间的平均速度大小v.[浙江考试标准]第1节 重力 弹力 摩擦力考点一| 重力1.重力的理解(1)产生:由于地球吸引而使物体受到的力.注意:重力不是万有引力,而是万有引力竖直向下的一个分力.(2)大小:G =mg ,可用弹簧测力计测量.注意:①物体的质量不会变;②G 的变化是由在地球上不同位置处g 的变化引起的.(3)方向:总是竖直向下的.注意:竖直向下是和水平面垂直,不一定和接触面垂直,也不一定指向地心.(4)重心:物体的每一部分都受重力作用,可认为重力集中作用于一点即物体的重心.①影响重心位置的因素:物体的几何形状;物体的质量分布.②不规则薄板形物体重心的确定方法:悬挂法.注意:重心的位置不一定在物体上.2.四种基本相互作用(2016·浙江4月学考)如图2-1-1所示是某人在投飞镖,飞镖在飞行途中受到的力有( )图2-1-1A .推力B .重力、空气阻力C .重力、推力D .重力、推力、空气阻力1.质量为2 kg 的物体被一根细绳悬吊在天花板下静止(g 取9.8 N/kg).则以下说法正确的是( )A .物体重力大小等于19.6 NB .物体对绳的拉力与物体重力的大小、方向均相同,所以它们是同一个力C.剪断细绳后,物体不受任何力的作用D.物体的各部分中,只有重心处受重力2.如图2-1-2所示,圆桶形容器内装有一定量的某种液体,容器和液体整体的重心正好位于液面下的A点,现将液体倒出少许,则关于整体重心位置的变化下列说法正确的是()图2-1-2A.下降B.上升C.不变D.不确定3.下列关于自然界中的四种基本相互作用的描述中,正确的是()A.一切物体之间都存在着相互作用的吸引力B.强相互作用存在于宏观物体之间,而弱相互作用存在于原子核内部C.电荷间的相互作用、磁体间的相互作用在本质上不是同一种相互作用的表现D.原子核内部的带正电的质子之间存在着斥力,但原子核仍能紧密地保持在一起,是万有引力作用的结果考点二| 弹力1.产生条件(1)两物体相互接触.(2)两物体发生弹性形变.2.方向弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反.几种典型的弹力的方向如下:(1)压力:垂直于支持面而指向被压的物体.(2)支持力:垂直于支持面而指向被支持的物体.(3)细绳的拉力:沿绳指向绳收缩的方向.(4)轻杆的弹力:不一定沿杆,要根据运动状态具体分析.3.弹力大小计算的三种方法(1)根据力的平衡条件进行求解.(2)根据牛顿第二定律进行求解.(3)根据胡克定律进行求解.①内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x 成正比.②表达式:F=kx.k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定.x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.(2015·浙江1月学考)如图2-1-3所示,是我国的极地考察破冰船——“雪龙号”.为满足破冰航行的要求,其船体结构经过特殊设计,船体下部与竖直方向成特殊角度,则船体对冰块的弹力示意图正确的是()图2-1-31.下列说法不正确的是()A.木块放在桌面上要受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的B.拿一根竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的弹力,这是由于竹竿发生形变产生的C.绳对物体的拉力的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小形变而产生的2.探究弹力和弹簧伸长量的关系时,在弹性限度内,悬挂G1=15 N的重物时,弹簧长度为L1=0.16 m;悬挂G2=20 N的重物时,弹簧长度为L2=0.18 m,则弹簧的原长L和劲度系数k分别为()A.L=0.02 m,k=500 N/mB.L=0.10 m,k=500 N/mC.L=0.02 m,k=250 N/mD.L=0.10 m,k=250 N/m3.如图2-1-4所示,A、B两物体并排放在水平桌面上,C物体叠放在AB 上,D物体悬挂在线的下端时绳恰好竖直,且与斜面接触.若接触面均光滑,下列说法中正确的是()图2-1-4A.A对B的弹力方向水平向右B.C对地面的压力大小等于C的重力C.D对斜面没有压力作用D.斜面对D的支持力垂直斜面向上4.如图2-1-5所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,另一端固定一个重力为2 N的小球,小球处于静止状态,则弹性杆对小球的弹力()图2-1-5A.大小为2 N,方向平行于斜面向上B.大小为1 N,方向平行于斜面向上C.大小为2 N,方向垂直于斜面向上D.大小为2 N,方向竖直向上考点三| 摩擦力1.静摩擦力与滑动摩擦力(1)定义彼此接触的物体发生相对运动时,摩擦力和正压力的比值.μ=F f F N. (2)决定因素接触面的材料和粗糙程度.3.滑动摩擦力大小的计算(1)公式F =μF N 中的F N 是两个物体接触面上的压力,称为正压力(垂直于接触面的力),性质上属于弹力,它不一定等于物体的重力,许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定.(2)滑动摩擦力F 的大小与物体的运动速度无关,与接触面的大小无关.(3)公式F =μF N 适用于滑动摩擦力大小的计算,求静摩擦力的大小时,该公式不成立.(2015·浙江10月学考)将质量为1.0 kg 的木块放在水平长木板上,用力沿水平方向拉木块,拉力从0开始逐渐增大,木块先静止后相对木板运动.用力传感器采集木块受到的拉力和摩擦力的大小,并用计算机绘制出摩擦力大小F f随拉力大小F变化的图象,如图2-1-6所示.木块与长木板间的动摩擦因数为(g取10 m/s2)()图2-1-6A.0.3B.0.5C.0.6 D.1.01.(2017·台州学考模拟)关于摩擦力,下列说法正确的是()A.相互压紧的粗糙物体之间总是有摩擦力B.一个物体只有在另一个物体表面滑动或有相对滑动趋势时,才有可能受到摩擦力C.具有相对运动的两个物体,一定存在摩擦力D.只有静止的物体才受到静摩擦力的作用2.如图2-1-7所示,用弹簧测力计拉着滑块在水平桌面上做匀速直线运动,此时弹簧测力计读数为0.90 N,已知滑块重为3 N,则滑块与桌面间的动摩擦因数为()图2-1-7A.0.1 B.0.3C.2.0 D.3.03.如图2-1-8甲所示,小孩用80 N的水平力推木箱不动,木箱此时受到的摩擦力大小为F1;乙图中,小孩用100 N的水平力恰能推动木箱,此时木箱与地面间的摩擦力大小为F2;丙图中,小孩把木箱推动了,此时木箱与地面间摩擦力大小为F3.若木箱对地面的压力大小为200 N,木箱与地面间动摩擦因数为μ=0.45,则F1、F2、F3的大小分别为()。

高考物理万有引力与航天专题训练答案

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高考物理万有引力与航天专题训练答案一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1.2018年是中国航天里程碑式的高速发展年,是属于中国航天的“超级2018”.例如,我国将进行北斗组网卫星的高密度发射,全年发射18颗北斗三号卫星,为“一带一路”沿线及周边国家提供服务.北斗三号卫星导航系统由静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成.图为其中一颗静止轨道卫星绕地球飞行的示意图.已知该卫星做匀速圆周运动的周期为T ,地球质量为M 、半径为R ,引力常量为G .(1)求静止轨道卫星的角速度ω; (2)求静止轨道卫星距离地面的高度h 1;(3)北斗系统中的倾斜同步卫星,其运转轨道面与地球赤道面有一定夹角,它的周期也是T ,距离地面的高度为h 2.视地球为质量分布均匀的正球体,请比较h 1和h 2的大小,并说出你的理由.【答案】(1)2π=T ω;(2)23124GMT h R π(3)h 1= h 2 【解析】 【分析】(1)根据角速度与周期的关系可以求出静止轨道的角速度; (2)根据万有引力提供向心力可以求出静止轨道到地面的高度; (3)根据万有引力提供向心力可以求出倾斜轨道到地面的高度; 【详解】(1)根据角速度和周期之间的关系可知:静止轨道卫星的角速度2π=Tω (2)静止轨道卫星做圆周运动,由牛顿运动定律有:21212π=()()()Mm Gm R h R h T++ 解得:2312=4πGMTh R(3)如图所示,同步卫星的运转轨道面与地球赤道共面,倾斜同步轨道卫星的运转轨道面与地球赤道面有夹角,但是都绕地球做圆周运动,轨道的圆心均为地心.由于它的周期也是T ,根据牛顿运动定律,22222=()()()Mm Gm R h R h Tπ++ 解得:23224GMTh R π因此h 1= h 2.故本题答案是:(1)2π=T ω;(2)2312=4GMT h R π(3)h 1= h 2 【点睛】对于围绕中心天体做圆周运动的卫星来说,都借助于万有引力提供向心力即可求出要求的物理量.2.“天宫一号”是我国自主研发的目标飞行器,是中国空间实验室的雏形.2013年6月,“神舟十号”与“天宫一号”成功对接,6月20日3位航天员为全国中学生上了一节生动的物理课.已知“天宫一号”飞行器运行周期T ,地球半径为R ,地球表面的重力加速度为g ,“天宫一号”环绕地球做匀速圆周运动,万有引力常量为G .求: (1)地球的密度; (2)地球的第一宇宙速度v ; (3)“天宫一号”距离地球表面的高度. 【答案】(1)34gGRρπ= (2)v gR =22324gT R h R π= 【解析】(1)在地球表面重力与万有引力相等:2MmGmg R =, 地球密度:343M M R Vρπ==解得:34gGRρπ=(2)第一宇宙速度是近地卫星运行的速度,2v mg m R=v gR =(3)天宫一号的轨道半径r R h =+, 据万有引力提供圆周运动向心力有:()()2224MmGm R h T R h π=++,解得:h R =3.一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度v 0抛出一个小球,测得小球经时间t 落回抛出点,已知该星球半径为R ,引力常量为G ,求: (1)该星球表面的重力加速度; (2)该星球的密度;(3)该星球的“第一宇宙速度”.【答案】(1)02v g t = (2) 032πv RGt ρ=(3)v = 【解析】(1) 根据竖直上抛运动规律可知,小球上抛运动时间02v t g= 可得星球表面重力加速度:02v g t=. (2)星球表面的小球所受重力等于星球对小球的吸引力,则有:2GMmmg R =得:2202v R gR M G Gt ==因为343R V π=则有:032πv M V RGtρ== (3)重力提供向心力,故2v mg m R=该星球的第一宇宙速度v ==【点睛】本题主要抓住在星球表面重力与万有引力相等和万有引力提供圆周运动向心力,掌握竖直上抛运动规律是正确解题的关键.4.a 、b 两颗卫星均在赤道正上方绕地球做匀速圆周运动,a 为近地卫星,b 卫星离地面高度为3R ,己知地球半径为R ,表面的重力加速度为g ,试求: (1)a 、b 两颗卫星周期分别是多少? (2) a 、b 两颗卫星速度之比是多少?(3)若某吋刻两卫星正好同时通过赤道同--点的正上方,则至少经过多长时间两卫星相距最远? 【答案】(1)2,16(2)速度之比为2【解析】【分析】根据近地卫星重力等于万有引力求得地球质量,然后根据万有引力做向心力求得运动周期;卫星做匀速圆周运动,根据万有引力做向心力求得两颗卫星速度之比;由根据相距最远时相差半个圆周求解;解:(1)卫星做匀速圆周运动,F F =引向, 对地面上的物体由黄金代换式2MmGmg R = a 卫星2224aGMm m R R T π=解得2a T =b 卫星2224·4(4)bGMm m R R T π=解得16b T = (2)卫星做匀速圆周运动,F F =引向,a 卫星22a mv GMm R R=解得a v =b 卫星b 卫星22(4)4Mm v G m R R=解得v b =所以 2abV V = (3)最远的条件22a bT T πππ-=解得t =5.如图轨道Ⅲ为地球同步卫星轨道,发射同步卫星的过程可以筒化为以下模型:先让卫星进入一个近地圆轨道Ⅰ(离地高度可忽略不计),经过轨道上P 点时点火加速,进入椭圆形转移轨道Ⅱ.该椭圆轨道Ⅱ的近地点为圆轨道Ⅰ上的P 点,远地点为同步圆轨道Ⅲ上的Q 点.到达远地点Q 时再次点火加速,进入同步轨道Ⅲ.已知引力常量为G ,地球质量为M ,地球半径为R ,飞船质量为m ,同步轨道距地面高度为h .当卫星距离地心的距离为r 时,地球与卫星组成的系统的引力势能为p GMmE r=-(取无穷远处的引力势能为零),忽略地球自转和喷气后飞船质量的変化,问:(1)在近地轨道Ⅰ上运行时,飞船的动能是多少?(2)若飞船在转移轨道Ⅱ上运动过程中,只有引力做功,引力势能和动能相互转化.已知飞船在椭圆轨道Ⅱ上运行中,经过P 点时的速率为1v ,则经过Q 点时的速率2v 多大? (3)若在近地圆轨道Ⅰ上运行时,飞船上的发射装置短暂工作,将小探测器射出,并使它能脱离地球引力范围(即探测器可以到达离地心无穷远处),则探测器离开飞船时的速度3v (相对于地心)至少是多少?(探测器离开地球的过程中只有引力做功,动能转化为引力势能) 【答案】(1)2GMm R (22122GM GM v R h R +-+32GMR【解析】 【分析】(1)万有引力提供向心力,求出速度,然后根据动能公式进行求解; (2)根据能量守恒进行求解即可;(3)将小探测器射出,并使它能脱离地球引力范围,动能全部用来克服引力做功转化为势能; 【详解】(1)在近地轨道(离地高度忽略不计)Ⅰ上运行时,在万有引力作用下做匀速圆周运动即:22mM v G m R R=则飞船的动能为2122k GMmE mv R==; (2)飞船在转移轨道上运动过程中,只有引力做功,引力势能和动能相互转化.由能量守恒可知动能的减少量等于势能的増加量:221211()22GMm GMmmv mv R h R-=--+ 若飞船在椭圆轨道上运行,经过P 点时速率为1v ,则经过Q 点时速率为:2v = (3)若近地圆轨道运行时,飞船上的发射装置短暂工作,将小探测器射出,并使它能脱离地球引力范围(即探测器离地心的距离无穷远),动能全部用来克服引力做功转化为势能 即:2312Mm Gmv R =则探测器离开飞船时的速度(相对于地心)至少是:3v =. 【点睛】本题考查了万有引力定律的应用,知道万有引力提供向心力,同时注意应用能量守恒定律进行求解.6.我国科学家正在研究设计返回式月球软着陆器,计划在2030年前后实现航天员登月,对月球进行科学探测。

高考物理二轮复习专题一力与运动考点五万有引力与航天真题汇编.doc

高考物理二轮复习专题一力与运动考点五万有引力与航天真题汇编.doc

考点五 万有引力与航天1.(2018·全国卷I ·T20) 2017年,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。

根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并前约100 s 时,它们相距约400 km,绕二者连线上的某点每秒转动12圈。

将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体,由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识,可以估算出这一时刻两颗中子星 ( )A.质量之积B.质量之和C.速率之和D.各自的自转角速度【命题意图】此题以最新科学发现为情景,考查了天体运动、万有引力定律、牛顿运动定律及其相关的知识点。

意在考查考生的理解能力、推理能力。

【解析】选B 、C 。

由题可知双中子星相距L 约400 km 、万有引力常量G 、双中子星做匀速圆周运动的频率f=12 Hz 。

由万有引力提供向心力可得122m m G L =m 1(2πf)2r 1、122m m G L =m 2(2πf)2r 2,r 1+r 2=L,联立解得:m 1+m 2=2234f L G π,故选项A 错误,选项B 正确;v 1=2πfr 1、v 2=2πfr 2解得v 1+v 2=2πfL,故选项C 正确;各自的自转角速度无法估算,故选项D 错误。

2.(2018·全国卷II ·T16)2018年2月,我国500 m 口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318+0253”,其自转周期T=5.19 ms 。

假设星体为质量均匀分布的球体,已知万有引力常量为6.67×10-11 N ·m 2/kg 2。

以周期T 稳定自转的星体的密度最小值约为 ( )A.5×109 kg/m 3B.5×1012 kg/m 3C.5×1015 kg/m 3D.5×1018 kg/m 3【命题意图】本题意在考查应用圆周运动的规律分析天体运动问题的能力。

【解析】选C 。

2018年高二物理学业水平测试《考点全程解读》--第6章万有引力与航天全程解读(必修2)

2018年高二物理学业水平测试《考点全程解读》--第6章万有引力与航天全程解读(必修2)

2018年高二物理学业水平测试《考点全程解读》--第6章万有引力与航天全程解读(必修2)第6章万有引力与航天(必修2)[主干知识网络][考点过关解读]考点1.万有引力定律“考点梳理”1.自然界中任意万有引力行星的地心说开普勒万有引力万有引引力常量的万有引力理人造宇宙测天体发现未第一宇宙速度适用与低速运动、宏观经典力学第 2 页第 3 页量G的值是由卡文迪许运用扭秤测定出来的,故选项A正确.万有引力定律只适用于质点间两物体引力的计算,当两物体间的距离r趋于零时,不能再看做质点,故B选项错误.两个物体之间的万有引力是一对作用力与反作用力,它们总是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上,所以选项C正确,D错误.答案:AC“特别提醒”万有引力定律适用于计算质点间的引力,不能盲目套用.考点2.天体质量的计算“考点梳理”1.地表附近:重力近似等于万有引力2.天上:万有引力提供向心力“典题聚焦”在某行星上,宇航员用弹簧称称得质量为m的砝码重力为F,乘宇宙第 4 页第 5 页飞船在靠近该星球表面空间飞行,测得其环绕周期为T ,根据这些数据求该星球的质量.“精析”解决天体运动问题的两条思路要清楚“解答” 根据F =mg =2R Mm G ,又2R MmG =R T m 2)2(π. 则星球的质量M=434316πGm T F “特别提醒” 知道重力加速度随高度的变化,地球表面的物体所受重力随纬度的变化,轨道半径与天体半径的区别. 考点3.人造卫星的运动 “考点梳理” 1.三个宇宙速度 2.人造地球卫星的环绕运动 3.同步卫星 “典题聚焦” 如右图所示,a 、b 、c 是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,a 、b 质量相同,且小于c 的质量,则:A.b所需向心力最小B.b、c周期相等,且大于a的周期C.b、c向心加速度相等,且大于a的向心加速度D.b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度“精析”卫星运动的向心力就是它们所受的万有引力“解答”向心力由万有引力提供,根据万有引力表达式2rMmGF=可知Fa>Fb,故A对;根据GMrT32π=可知B对;根据2rGMa=可知C错;根据rGMv=可知D对.答案:ABD“特别提醒”若一个物体(卫星、行星)围绕某一星球转动,不管提出什么问题,只要记住下列规律:rTmrvmrmmarMmG2222)2(πω====就一定能找出解题思路来.地abc第 6 页。

高考物理万有引力与航天专项训练及答案及解析

高考物理万有引力与航天专项训练及答案及解析

高考物理万有引力与航天专项训练及答案及分析一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1.2018年是中国航天里程碑式的高速发展年,是属于中国航天的“超级2018 ”.比如,我国将进行北斗组网卫星的高密度发射,整年发射 18 颗北斗三号卫星,为“一带一路”沿线及周边国家供给服务.北斗三号卫星导航系统由静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星构成.图为此中一颗静止轨道卫星绕地球飞翔的表示图.已知该卫星做匀速圆周运动的周期为 T,地球质量为 M、半径为 R,引力常量为 G.(1)求静止轨道卫星的角速度ω;(2)求静止轨道卫星距离地面的高度h1;(3)北斗系统中的倾斜同步卫星,其运行轨道面与地球赤道面有必定夹角,它的周期也是T,距离地面的高度为h2.视地球为质量散布均匀的正球体,请比较h1和 h2的大小,并说出你的原因.【答案】( 1)=2π3GMT 212;( 2)h1=4 2R( 3) h = h T【分析】【剖析】(1)依据角速度与周期的关系能够求出静止轨道的角速度;(2)依据万有引力供给向心力能够求出静止轨道到地面的高度;(3)依据万有引力供给向心力能够求出倾斜轨道到地面的高度;【详解】(1)依据角速度和周期之间的关系可知:静止轨道卫星的角速度= 2πTMm2π2(2)静止轨道卫星做圆周运动,由牛顿运动定律有:G2= m( R h1 )( )(R h1 )T 解得:h =3GMT 2R124π( 3)如下图,同步卫星的运行轨道面与地球赤道共面,倾斜同步轨道卫星的运行轨道面与地球赤道面有夹角,可是都绕地球做圆周运动,轨道的圆心均为地心.因为它的周期也是 T ,依据牛顿运动定律,GMm2( R h 2 )=m(Rh 2 )( 2 T) 2解得: h 2 = 3 GMT 2R42所以 h 1= h 2.1) =2π GMT 2R (3) h 1= h 2故此题答案是:(;( 2) h 1 =3T4 2【点睛】关于环绕中心天体做圆周运动的卫星来说,都借助于万有引力供给向心力即可求出要求的物理量.2. 如图轨道Ⅲ为地球同步卫星轨道,发射同步卫星的过程能够筒化为以下模型:先让卫星进入一个近地圆轨道Ⅰ(离地高度可忽视不计),经过轨道上 P 点时点火加快,进入椭圆形转移轨道Ⅱ.该椭圆轨道Ⅱ的近地址为圆轨道Ⅰ上的P 点,远地址为同步圆轨道Ⅲ上的Q 点.抵达远地址 Q 时再次点火加快,进入同步轨道Ⅲ.已知引力常量为G ,地球质量为M ,地球半径为 R ,飞船质量为 m ,同步轨道距地面高度为h .当卫星距离地心的距离为 r 时,地球与卫星构成的系统的引力势能为E pGMm(取无量远处的引力势能为r零),忽视地球自转和喷气后飞船质量的変化,问:( 1)在近地轨道Ⅰ上运行时,飞船的动能是多少?( 2)若飞船在转移轨道Ⅱ上运动过程中,只有引力做功,引力势能和动能互相转变.已知飞船在椭圆轨道Ⅱ上运行中,经过P 点时的速率为v ,则经过 Q 点时的速率 v 多大?1 2( 3)若在近地圆轨道Ⅰ上运行时,飞船上的发射装置短暂工作,将小探测器射出,并使它能离开地球引力范围(即探测器能够抵达离地心无量远处),则探测器走开飞船时的速度v 3 (相关于地心)起码是多少?(探测器走开地球的过程中只有引力做功,动能转变成引力势能)【答案】( 1)GMm( 2)v122GM2GM (3)2GM 2R R h R R【分析】【剖析】(1)万有引力供给向心力,求出速度,而后依据动能公式进行求解;(2)依据能量守恒进行求解即可;(3)将小探测器射出,并使它能离开地球引力范围,动能所有用来战胜引力做功转变成势能;【详解】(1)在近地轨道(离地高度忽视不计)Ⅰ 上运行时,在万有引力作用下做匀速圆周运动即:G mMm v2 R2R则飞船的动能为E k 1 mv2GMm ;22R(2)飞船在转移轨道上运动过程中,只有引力做功,引力势能和动能互相转变.由能量守恒可知动能的减少许等于势能的増加量:1mv121mv22GMm( GMm ) 22R h R若飞船在椭圆轨道上运行,经过P 点时速率为v1,则经过Q点时速率为:v2v122GM2GM ;R h R(3)若近地圆轨道运行时,飞船上的发射装置短暂工作,将小探测器射出,并使它能离开地球引力范围(即探测器离地心的距离无量远),动能所有用来战胜引力做功转变成势能即: G Mm1mv32 R2则探测器走开飞船时的速度(相关于地心)起码是:v32GM.R【点睛】此题考察了万有引力定律的应用,知道万有引力供给向心力,同时注意应用能量守恒定律进行求解.3.我国科学家正在研究设计返回式月球软着陆器,计划在2030 年前后实现航天员登月,对月球进行科学探测。

物理万有引力与航天练习题含答案及解析

物理万有引力与航天练习题含答案及解析
【答案】(1)1.54V(2)不能(3) 4105 m
【解析】 【分析】代入数据得
E=BLv
E=1.54V (2)不能,因为穿过闭合回路的磁通量不变,不产生感应电流. (3)在地球表面有
匀速圆周运动
Mm G mg
R2
G
Mm (R h)2
m v2 Rh
解得
代入数据得
(1)用题中的已知量表示此卫星距地面高度 h 的表达式
(2)此高度的数值为多少?(保留 3 位有效数字)
【答案】(1) h
GM v2
R (2)h=8.41×107m
【解析】 试题分析:(1)万有引力提供向心力,则
解得: h
GM v2
R
(2)将(1)中结果代入数据有 h=8.41×107m
考点:考查了万有引力定律的应用
R
m
近地卫星的周期 T= 2 R =2 π mR 。
v
kx
9.我国在 2008 年 10 月 24 日发射了“嫦娥一号”探月卫星.同学们也对月球有了更多的关 注. (1)若已知地球半径为 R,地球表面的重力加速度为 g,月球绕地球运动的周期为 T,月球绕 地球的运动可近似看作匀速圆周运动,试求月球绕地球运动的轨道半径.
2GM R
(3)
2GM R
【解析】
【分析】
(1)万有引力提供向心力,求出速度,然后根据动能公式进行求解;
(2)根据能量守恒进行求解即可;
(3)将小探测器射出,并使它能脱离地球引力范围,动能全部用来克服引力做功转化为势
能;
【详解】
(1)在近地轨道(离地高度忽略不计)Ⅰ上运行时,在万有引力作用下做匀速圆周运动
(1)求 M、N 间感应电动势的大小 E; (2)在太阳帆板上将一只“1.5V、0.3W”的小灯泡与 M、N 相连构成闭合电路,不计太阳帆 板和导线的电阻.试判断小灯泡能否发光,并说明理由; (3)取地球半径 R=6.4×103 km,地球表面的重力加速度 g = 9.8 m/s2,试估算“天宫一号”距 离地球表面的高度 h(计算结果保留一位有效数字).

江浙选考版高考物理总复习第六章万有引力与航天专题检测卷.doc

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专题检测卷四曲线运动万有引力与航天一、选择题(共20题,每题3分,共60分)1.(2017~2018学年浙江诸暨中学高二下学期期中)如图所示,高速摄像机记录了一名擅长飞牌、射牌的魔术师的发牌过程,虚线是飞出的扑克牌的轨迹,则扑克牌所受合外力F 与速度v关系正确的是()2.如图所示,起重机将货物沿竖直方向匀速吊起,同时又沿横梁水平向右匀加速运动。

此时,站在地面上观察,货物运动的轨迹可能是下图中的()3.(2017~2018学年浙江嘉兴高一上学期期末)如图所示是某品牌手动榨汁机,榨汁时手柄绕O点旋转时,手柄上B、C两点的周期、角速度及线速度等物理量的关系是()A.T B=T C,v B>v CB.T B=T C,v B<v CC.ωB>ωC,v B=v CD.ωB<ωC,v B<v C4.(2017~2018学年浙江金华十校高二)某同学参加了糕点制作的选修课,在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径约25 cm的蛋糕(圆盘与蛋糕中心重合)。

他要在蛋糕上均匀“点”上奶油,挤奶油时手处于圆盘上方静止不动,奶油竖直下落到蛋糕表面,若不计奶油下落时间,每隔2 s“点”一次奶油,蛋糕一周均匀“点”上10个奶油。

下列说法正确的是()A.圆盘转动一周历时18 sB.圆盘转动的角速度大小为rad/sC.蛋糕边缘的奶油(可视为质点)线速度大小约为 m/sD.蛋糕边缘的奶油(可视为质点)向心加速度约为 m/s25.(2017~2018学年浙江杭州六校高一下学期期中)游乐园转盘游戏中,游客坐在匀速转动的水平转盘上,与转盘相对静止,关于他们的受力情况和运动趋势,下列说法中正确的是()A.游客在匀速转动过程中处于平衡状态B.受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用C.游客受到的静摩擦力方向沿半径方向指向圆心D.游客相对于转盘的运动趋势与其运动方向相反6.(2017~2018学年浙江金华十校高一下)在珠海国际航展上,歼-20隐身战斗机是此次航展最大的“明星”。

2018版浙江-学业水平考试知识清单与冲A训练-专练5万有引力与航天.doc

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专练5万有引力与航天1.第一次通过实验的方法比较准确地测出引力常量的物理学家是()A.开普勒B.卡文辿许C.伽利略D.牛顿2.质量分别为®和牝的两个物体相距厂,它们之间的万有引力人小为F=G^,若加2,则关于3和加2之间万有引力的说法正确的是()A.〃小加2之间的万有引力总是人小相等、方向相反,是一对平衡力B.〃小〃72之间的距离尸趋于零时,万有引力趋于无穷大C.®受到的万有引力比加2受到的万有引力大D.式屮G为引力常量,它的数值是由实验得出的3.一颗运行中的人造地球卫星,到地心的距离为厂时,所受万冇引力为化到地心的距离为2厂吋,所受万有引力为()A.FB. 3FC.护D.|F4.如图1所示,我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星,在卫星飞赴月球的过程屮,随着它与月球间距离的减小,月球对它的万有引力将()图1A.变小B.变大C.先变小后变大D.先变大后变小5.绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,其向心力来源于()A.卫星自带的动力B.卫星的惯性C.地球对卫星的引力D.卫星对地球的引力6.在地面上发射飞行器,如果发射速度大于7.9 km/s,而小于11.2 km/s,则它将()A.用绕地球做圆周运动B.围绕地球做椭圆运动C.挣脱地球的束缚绕太阳运动D.挣脱太阳的束缚飞离太阳系7.(台州中学2015 -2016学年高二第二学期期中试题)如图2所示,A. B、C是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,A. B质量相同,且人于C的质量,贝%)图2A.B、C的周期相等,口小于力的周期B.B、C向心加速度大小相等,H.小于/的向心加速度C.B、C的线速度人小相等,且人于/的线速度D.B、C所需的向心力相等8.如图所示是某位同学设想的人造地球卫星轨道(卫星发动机关闭),其小不可能的是()9.(2015 -2016嘉兴市高二第一学期期末)2015年7月美国宇航局(NASA)发布消息称,天文学家发现了迄今最接近地球的“亭生星球”——行星Kcplcr452b ,其围绕一颗恒星Kepler452转动,周期为368天,与恒星之问的距离大约为1.5X108 km,引力常量为G= 6.67X10 11 N-m2/kg2,天体的运动近似为圆周运动,根据以上信息,下列说法正确的是()A.nJ'求出该行星的质量B.可求出该行星绕恒星运行的线速度C.可求出该行星与恒星之间的万冇引力D.可求出该行星绕怛星运行所需的向心力10.(2016-浙江名校协作体模拟)我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射,将在世界上首次实现卫星和地而之间的量子通信.“墨子”山火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道.此前曾在西吕卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7.G7属地球静止轨道卫星(高度约为36 000千米),它将使北斗系统的对靠性进一步提高.关于卫星以下说法中正确的是()A.这两颗卫星的运行速度可能大于7.9 km/sB.通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方C.屋子科学实验卫星“墨了”的周期比北斗G7小D.量了科学实验卫星“墨了”的向心加速度比北斗G7小11.(2016-台州9月质量评估)2016年3月30 0,我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭,成功发射第22颗地球同步轨道卫星——北斗导航卫星.在2005年,我国还成功发射了“神州”六号载人飞船•飞船入轨后,环绕地球飞行77圈,历时115个小时.假设飞船和该卫星都做圆周运动,那么E船和卫星在各自轨道上运行时()A.飞船运动速度比卫星小B.飞船运动的加速度比卫星小C.飞船离地面的高度比卫星小D.飞船运行的角速度比卫星小12.登上火星是人类的梦想,“嫦娥Z父”欧阳H远院上透露:屮国计划于2020年登陆火星.地球和火星公转町视为匀速圆周运动.忽略行星口转影响.根据下表信息可知()半径/m质量/kg公转轨道半径/m地球 6.4 X106 6.0 X1024 1.5X1011火星 3.4 X 106 6.4 X1023 2.3X1011A.火星的公转周期较小B.火星公转时的向心加速度较小C.火星公转时的线速度较大D.火星公转时的角速度较大13.(2016-金华9月十校联考)2012年9月我国采用一箭双星的方式发射了“北斗导航卫星系统” (BDS).系统中的两颗圆轨道半径均为21 332 km的“北斗一M5”和“北斗一M6”卫星, 其轨道如图3所示•两颗卫星的运动均可视为匀速闘周运动,下列说法正确的是()A.两颗卫星绕地球运行的向心加速度人小相等B.两颗卫星绕地球的运行速率均人于7.9 km/sC.北斗一M5绕地球的运行周期人于地球的自转周期D.北斗一M6绕地球的运行速率大于北斗一M5的运行速率14.(2016-绍兴9月适应性考试)我国卫星移动通信系统首发星,被誉为中国版海事卫星的天通一号01星,在2016年8月6 H在西昌卫星发射屮心顺利升空并进入距离地球约三万六千公里的地球同步轨道.这标志着我国迈入了卫星移动通信的“手机时代”.根据这一信息以及必要的常识,尚不能确定该卫星的()A.质量B.轨道半径C.运行速率D.运行周期答案精析I. B 2.D3. C [当距离为厂时,F=G^r®当距离为"时,F二舞②由①②解得F'二护,故C正确・]4. B [卫星飞赴月球过程中,与月球的距离变小.由F二G岁知,F变大,故B正确・]5. C6.B7.B8. D [卫星运动一般以地心为圆心或者焦点,因此D选项错误.]9. B [根据万有引力提供行星运动的向心力= mco2r =,可求出恒星的质量,无法求出行星的质量,同理也不能求出万有引力的大小和向心力的大小,A、C、D错误;由" 甞可以求出行星绕恒星运行的线速度,B正确・]10.C [7.9 km/s是地球卫星的最大环绕速度,所以A错;地球静止轨道卫星为地球同步卫星,只能定点在赤道上空,西昌在北半球,所以B错;由G爷二ma ~ ~尸I厂昼子v r同步矢口f C正确,D错误・]II. C [地球同步轨道卫星——北斗导航卫星的周期为24小时,“神舟”六号载人飞船的周2 2期为劈小时V 1.5小时,T卫> T飞,由牛顿第二定律G普?=nr^r = ma = = mR(『得:R〈脣"聲宀,又所以C正确人B、D错误・]2 2 12.B [由表中信息知公转轨道半径厂火〉r ,根据牛顿第二定律厝二年得:T-寸寻壬,Q = \/甲,①二\,轨道半径大,周期大,向心加速度小,线速度小,角速度小,故B正确,A、C、D错误.]13.A [由牛顿第二定律= ma和两卫星半径相等得两卫星向心加速度大小相等,A正2确;近地卫星的运行速率为7.9 km/s ,又普二加千,两卫星轨道半径大于近地卫星轨道半Mm4兀一尸径,所以其运行速率小于7.9 km/s , B不正确;由G-^ = myr =同步卫星轨道半径大于两卫星轨道半径得北斗・M5绕地球的运行周期小于地球自转周期,北斗・M6与北斗・M5运行速率相等,C、D均不正确・]14. A [由进入距离地球约三万六千公里的地球同步轨道,可以确定轨道半径R和周期T , 由0二学可确定运行速率“,而不能确定的是该卫星的质量.]。

高考物理万有引力与航天试题(有答案和解析)及解析

高考物理万有引力与航天试题(有答案和解析)及解析

(2)该星球的质量 M ;
(3)该星球的第一宇宙速度 v。
【答案】(1)
g
2hv02 x2
(2)
M
2hv02 R2 Gx2
(3) v v0 x
2hR
【解析】(1)由平抛运动规律得:水平方向 x v0t
竖直方向 h 1 gt2 2
解得:
g
2hv02 x2
(2)星球表面上质量为
m
的物体受到万有引力近似等于它的重力,即
4.利用万有引力定律可以测量天体的质量. (1)测地球的质量 英国物理学家卡文迪许,在实验室里巧妙地利用扭秤装置,比较精确地测量出了引力常量 的数值,他把自己的实验说成是“称量地球的质量”.已知地球表面重力加速度为 g,地球 半径为 R,引力常量为 G.若忽略地球自转的影响,求地球的质量. (2)测“双星系统”的总质量 所谓“双星系统”,是指在相互间引力的作用下,绕连线上某点 O 做匀速圆周运动的两个星 球 A 和 B,如图所示.已知 A、B 间距离为 L,A、B 绕 O 点运动的周期均为 T,引力常量为 G,求 A、B 的总质量.

T,根据牛顿运动定律, G
Mm (R h2 )2
=m(R
h2
)(
2 T
)2
解得: h2 = 3
GMT 2 4 2
R
因此 h1= h2.
故本题答案是:(1) =
2π T
;(2) h1= 3
GMT 2 4 2
R
(3)h1= h2
【点睛】
对于围绕中心天体做圆周运动的卫星来说,都借助于万有引力提供向心力即可求出要求的 物理量.
【答案】(1) 2 R H (2) 4 2 R H 3 (3) 2 R H R H

2018版浙江高中物理学业水平考试物理讲义:必修2 第六章 万有引力与航天

2018版浙江高中物理学业水平考试物理讲义:必修2 第六章 万有引力与航天

考点及考点要求考点一行星的运动1.地心说和日心说(1)地心说:认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动.代表人物:托勒密(2)日心说:认为太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动.代表人物:哥白尼2.开普勒行星运动定律(1)第一定律(轨道定律):太阳系中所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个________上.(2)第二定律(面积定律):对任意一个行星而言,它与太阳的连线在相等的时间内扫过______________.(3)第三定律(周期定律):所有行星的轨道的半长轴的__________跟它的公转周期的__________的比值都相等.3.开普勒行星运动定律的科学价值开普勒行星运动定律的发现过程表明,人类认识自然规律应具有实事求是、尊重客观事实、不迷信权威、敢于坚持真理和勇于探索的科学态度和科学精神.1.提出“日心说”的科学家是( ) A .第谷 B .牛顿 C .哥白尼D .开普勒2.发现行星运动的三个定律的天文学家他的照片如图1所示,他是( )图1A .开普勒B .伽利略C .卡文迪许D .爱因斯坦3.(2015~2016诸暨市第一学期期末)如图2所示为某行星绕太阳运行的椭圆轨道,其中F 1和F 2是椭圆轨道的两个焦点,已知该行星在A 点的速率比在B 点的大,则太阳位于下列哪一位置( )图2A .F 1B .F 2C .OD .在F 1与F 2之间4.关于行星的运动,下列说法中不正确的是( )A .关于行星的运动,早期有“地心说”与“日心说”之争,而“地心说”容易被人们所接受的原因之一是由于相对运动使得人们观察到太阳东升西落B .所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,且近日点速度小,远日点速度大C .开普勒第三定律R 3T 2=k ,式中k 的值仅与中心天体的质量有关D .开普勒三定律也适用于其他星系的行星运动考点二 太阳与行星间的引力1.行星绕太阳做圆周运动需要向心力,其向心力是由________对________的引力提供的. 2.太阳与行星间互有引力作用(1)太阳对行星的引力和行星对太阳的引力遵循牛顿第三定律. (2)太阳对行星的引力与行星对太阳的引力大小相等、方向相反. 3.太阳与行星间引力的方向和表达式 (1)太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线. (2)太阳与行星间引力的表达式:__________________. 式中G 是比例系数,与太阳、行星无关.1.关于太阳与行星间引力的公式F =G Mmr 2,下列说法正确的是( )A .公式中的G 是引力常量,是人为规定的B .太阳与行星间的引力是一对平衡力C .公式中的G 是比例系数,与太阳质量、行星质量都没有关系D .公式中的G 是比例系数,与太阳的质量有关2.关于太阳对行星的万有引力F ,下列说法正确的是( ) A .F 与行星和太阳间的距离成正比 B .F 与行星和太阳间的距离成反比 C .F 与行星和太阳间距离的平方成正比 D .F 与行星和太阳间距离的平方成反比3.2012年12月,经国际小行星命名委员会批准,紫金山天文台发现的一颗绕太阳运行的小行星被命名为“南大仙林星”.如图3所示,轨道上a 、b 、c 、d 四个位置中,该行星受太阳引力最大的位置是( )图3A .aB .bC .cD .d4.如图4为“嫦娥三号”运行的轨道示意图.“嫦娥三号”在下列位置中,受到月球引力最大的是( )图4A .太阳帆板展开的位置B .环月椭圆轨道的远月点C .环月椭圆轨道的近月点D .月球表面上的着陆点考点三 万有引力定律1.万有引力定律(1)内容:两个物体之间的万有引力的大小,跟它们质量的乘积成________,跟它们之间距离的平方成________.(2)公式:F =____________________.(3)适用条件:严格来说公式只适用于质点之间的相互作用.(4)G 为引力常量(由英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验测出),G =6.67×10-11N·m 2/kg 2.2.万有引力的性质万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力.1.在物理学发展史上,发现万有引力定律的科学家是( ) A .亚里士多德 B .胡克 C .牛顿D .卡文迪许2.下列关于万有引力定律的说法,正确的是( ) A .万有引力定律是卡文迪许发现的B .万有引力定律适用于自然界中的任何两个物体之间C .万有引力定律公式F =G m 1m 2r 2中的G 是一个比例常数,是没有单位的D .万有引力定律公式表明,当r 等于零时,万有引力为无穷大3.(2012·浙江6月学考·16)作为科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律向人们揭示了( )A .一切物体都具有惯性B .力是改变物体运动状态的原因C .任何两个物体都相互吸引D .不同形式的能量之间可以相互转化4.2012年2月25日,我国成功发射了第11颗北斗导航卫星,标志着北斗卫星导航系统建设又迈出了坚实一步.若卫星质量为m 、离地球表面的高度为h 、地球质量为M 、半径为R 、G 为引力常量,则地球对卫星的万有引力的大小为( ) A .G mM hB .G mM R +hC .G mM h2D .G mM(R +h )25.嫦娥三号远离地球飞近月球的过程中,地球和月球对它的万有引力F 1、F 2的大小变化情况是( )A .F 1、F 2均减小B .F 1、F 2均增大C .F 1减小、F 2增大D .F 1增大、F 2减小6.地球质量大约是月球质量的81倍,在登月飞船通过月、地之间的某一位置时,月球和地球对它的引力大小相等,该位置到月球中心和到地球中心的距离之比为( ) A .1∶27 B .1∶9 C .1∶3 D .9∶17.火星的质量和半径分别约为地球的110和12,地球表面的重力加速度为g ,则火星表面的重力加速度约为( )A .0.2gB .0.4gC .2.5gD .5g考点四 万有引力理论的成就1.万有引力定律在天文学上的重要应用 (1)计算天体的质量. (2)发现未知天体.2.称量地球质量的基本思路(1)不考虑地球自转的影响,地面上物体所受重力等于地球对物体的万有引力. (2)推导过程:由mg =G mMR 2得:地球质量____________________.3.会用万有引力定律计算天体质量(1)太阳对行星的万有引力提供行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力. (2)推导过程:G Mmr 2=mω2r ,ω=2πT可得__________________________.1.(2015~2016诸暨市第一学期期末)月球是地球以外人类亲身到过唯一的自然天体.假设月球表面重力加速度为g ,月球半径为R ,引力常量为G ,则月球质量表达式为( ) A .M =gR 2B .M =gR 2GC .M =GgRD .M =gRG2.(台州市六校2015~2016学年度高二第二学期期中考试)2015年12月17日,我国发射了首颗探测“暗物质”的空间科学卫星“悟空”,使我国的空间科学探测进入了一个新阶段.已知“悟空”在距地面为h 的高空绕地球做匀速圆周运动,地球质量为M ,地球半径为R ,引力常量为G ,则可以求出( ) A .“悟空”的质量 B .“悟空”的密度C .“悟空”的线速度大小D .地球对“悟空”的万有引力3.(2015·浙江温州高一检测)引力常量为G ,地球质量为M ,地球可看做球体,半径为R ,忽略地球的自转,则地球表面的重力加速度为( ) A .g =GM RB .g =GRC .g =GMR2D .缺少条件,无法计算4.已知引力常量G ,利用下列数据,不能计算出地球质量的是( ) A .已知地球的半径R 和地面的重力加速度g B .已知地球绕太阳做匀速圆周运动的半径r 和周期T C .已知卫星绕地球做匀速圆周运动的半径r 和线速度v D .已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v 和周期T5.关于万有引力定律应用于天文学研究的历史事实,下列说法中正确的是( ) A .天王星和海王星,都是运用万有引力定律,经过大量计算以后而发现的B .在18世纪已经发现的七颗行星中,人们发现第七颗行星——天王星的运动轨道总是同根据万有引力定律计算出来的结果有比较大的偏差,于是有人推测,在天王星轨道外还有一颗行星,是它的存在引起了上述偏差C .第八颗行星,是牛顿运用自己发现的万有引力定律,经过大量计算而发现的D .天王星是英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶合作研究后共同发现的6.我国已于2013年发射携带月球车的“嫦娥三号”卫星,并将月球车软着陆到月球表面进行勘察,假设“嫦娥三号”卫星绕月球做半径为r 的匀速圆周运动,其运动周期为T ,已知月球的半径为R ,月球车的质量为m ,则月球车在月球表面上所受的重力为( ) A.4π2mr T 2B.4π2mR T 2C.4π2mR 3T 2r2D.4π2mr 3T 2R2 考点五 宇宙航行1.宇宙速度(1)第一宇宙速度(环绕速度):物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度. 由G Mm R 2=m v 2R 得v =GMR= 6.67×10-11×5.98×10246.40×106m/s =__________.(2)第二宇宙速度:物体在地面附近发射时脱离地球束缚的最小发射速度,大小为____________.(3)第三宇宙速度:物体在地面附近发射时脱离太阳束缚的最小发射速度,大小为____________. 2.人造卫星卫星运行速度v 、角速度ω、周期T 、向心加速度a 与轨道半径r 的关系 (1)由GMm r 2=m v 2r有v =GMr ,即v ∝1r,故r 越大,v 越小;(2)由GMmr2=mω2r有ω=GMr3,即ω∝1r3,故r越大,ω越小;(3)由GMmr2=m(2πT)2r有T=2πr3GM,即T∝r3,故r越大,T越大;(4)由GMmr2=ma有a=GMr2,即a∝1r2,故r越大,a越小.3.地球同步卫星(1)所谓地球同步卫星,指跟着地球自转(相对于地面静止),与地球做同步匀速转动的卫星.(2)特点①卫星的周期与地球自转的周期T(或角速度ω)________,T=24 h;②卫星位于地球赤道的正上方,距地球表面的距离h和线速度都是定值(距地面3.6万公里);③卫星的轨道平面与地球的赤道平面重合,绕行方向与地球自转方向相同.1.2012年10月25日,我国再次成功将一颗北斗导航卫星发射升空,并送入绕地球的椭圆轨道.该卫星发射速度v大小的范围是()A.v<7.9 km/sB.7.9 km/s<v<11.2 km/sC.11.2 km/s<v<16.7 km/sD.v>16.7 km/s2.(2012·浙江6月学考·12)2011年11月3日凌晨1时43分,“神舟八号”与“天宫一号”在距地球表面343 km的轨道上成功对接成组合体,如图5所示,对于在轨运行的组合体,下列说法正确的是()图5A.不受地球引力作用B.运行周期为24 hC.运行速度小于7.9 km/sD.向心加速度大于9.8 m/s23.(2015·浙江9月学考测试)某行星有甲、乙两颗卫星,它们的轨道均为圆形,甲的轨道半径为R1,乙的轨道半径为R2,R2>R1.根据以上信息可知()A.甲的质量大于乙的质量B.甲的周期大于乙的周期C.甲的速率大于乙的速率D .甲所受行星的引力大于乙所受行星的引力4.(2015~2016余杭、萧山、新登、昌化四校高二第二学期期中)我国成功发射的“神舟号”载人宇宙飞船和人造地球同步通信卫星都绕地球做匀速圆周运动,已知飞船的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,则可判定( ) A .飞船的运行周期小于同步卫星的运行周期 B .飞船的线速度小于同步卫星的线速度 C .飞船的角速度小于同步卫星的角速度D .飞船的向心加速度小于同步卫星的向心加速度5.(2016·浙江名校协作体高二联考)如图6所示,2015年12月17日,中国在酒泉卫星发射中心使用“长征二号丁”运载火箭成功发射首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”,该卫星绕地球两极运动,已知地球半径为R ,地表重力加速度为g ,卫星轨道半径为r ,则该卫星( )图6A .是地球的同步卫星B .运行速度大于第一宇宙速度C .向心加速度为R 2r2gD .周期为T =4π2rg图76.(2015·浙江10月学考)2015年9月20日“长征六号”火箭搭载20颗小卫星成功发射,如图7所示.在多星分离时,小卫星分别在高度不同的三层轨道被依次释放.假设释放后的小卫星均做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( ) A .20颗小卫星的轨道半径均相同 B .20颗小卫星的线速度大小均相同 C .同一圆轨道上的小卫星的周期均相同 D .不同圆轨道上的小卫星的角速度均相同7.(2016·浙江4月学考·11)2015年12月,我国暗物质粒子探测卫星“悟空”(如图8所示)发射升空进入高为5.0×102 km的预定轨道.“悟空”卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动,已知地球半径R=6.4×103 km.下列说法正确的是()图8A.“悟空”卫星的线速度比同步卫星的线速度小B.“悟空”卫星的角速度比同步卫星的角速度小C.“悟空”卫星的运动周期比同步卫星的运行周期小D.“悟空”卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小考点六经典力学的局限性1.经典力学的局限性(1)在经典力学中,物体的质量是不变的,狭义相对论认为物体的质量随运动速度的增大而增大.(2)宏观物体的运动,有确定的运动轨道,可由经典力学确定物体的运动状态,而微观粒子具有波动性,其运动规律一般不可由经典力学确定.(3)牛顿的万有引力理论不能解释行星近日点的旋进现象.2.经典力学的适用范围(1)只适用于____________,不适用于微观世界.(2)只适用于____________,不适用于高速运动.(3)只适用于______________,不适用于强引力作用.1.关于经典力学,下列说法正确的是()A.适用于宏观物体的低速运动B.仅适用于微观粒子的运动C.经典力学中,物体的质量与其运动速度有关D.经典力学中,物体的长度与其运动速度有关2.继哥白尼提出“太阳中心说”,开普勒提出行星运动三定律后,牛顿站在巨人的肩膀上,创立了经典力学,揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律,爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足,又进一步发展了牛顿的经典力学,创立了相对论,这说明()A.世界无限扩大,人不可能认识世界,只能认识世界的一部分B.人的意识具有能动性,但不能够正确地反映客观世界C.人对世界的每一个正确认识都有局限性,需要发展和深化D.每一个认识都可能被后人推翻,人不可能获得正确的认识答案精析考点一 基础知识梳理2.(1)焦点 (2)相等的面积 (3)三次方 二次方 基础题组自测 1.C 2.A3.A [由开普勒第一、第二定律知太阳位于F 1位置,A 正确.]4.B [根据开普勒第二定律可以推断出近日点速度大,远日点速度小,故选项B 错.] 考点二 基础知识梳理 1.太阳 行星 3.(2)F =G Mmr 2基础题组自测1.C [公式F =G Mmr 2中的G 是一个比例系数,它与太阳质量、行星质量都没有关系,故C选项正确.] 2.D3.A [由引力公式F =G Mmr 2知a 点和太阳最近,故在a 点受力最大,A 正确.]4.D 考点三 基础知识梳理1.(1)正比 反比 (2)G m 1m 2r 2基础题组自测 1.C 2.B 3.C4.D [由F =G m 1m 2r 2得地球对卫星的万有引力的大小为F =G mM(R +h )2,故选D.]5.C [根据万有引力定律F =G Mmr2,可知F 1减小、F 2增大,故选C.]6.B [设登月飞船的质量为m ,由月球和地球对登月飞船的引力大小相等,可得G M 月mr 2月=G M 地m r 2地,因此r 月r 地=M 月M 地=19,选项B 正确.]7.B [星球表面重力等于万有引力,G Mm R 2=mg ,故g 火g =M 火M 地·R 2地R 2火=0.4,故选项B 正确.]考点四 基础知识梳理 2.(2)M =gR 2G3.(2)M =4π2r 3GT 2基础题组自测1.B [由G Mm R 2=mg 得M =gR 2G,故B 正确.]2.C [根据万有引力充当向心力G Mm(R +h )2=m v 2R +h,可求得“悟空”的线速度v =GMR +h,因无法求出“悟空”的质量,从而无法求出“悟空”的密度和地球对“悟空”的万有引力,选项C 正确,A 、B 、D 错误.]3.C [忽略地球自转时,物体所受的重力等于地球对物体的万有引力,则有mg =GMmR 2,所以g =GMR2.]4.B [设相对地面静止的某一物体的质量为m ,则G Mm R 2=mg ,得M =gR 2G ,所以选项A 错误.设地球质量为m ,万有引力提供向心力,G Mm r 2=m 4π2r T 2,得M =4π2r 3GT 2,M 为中心天体太阳的质量,无法求出地球的质量,所以选项B 正确.设卫星的质量为m ,则由万有引力提供向心力,G Mmr 2=m v 2r ,得M =v 2r G ,所以选项C 错误.设卫星的质量为m ,则由万有引力提供向心力,G Mm r 2=m 4π2r T 2,又T =2πrv ,消去r ,得M =v 3T 2πG ,所以选项D 错误.]5.B [天王星是在1781年发现的,而卡文迪许测出引力常量是在1789年,在此之前人们还不能用万有引力定律做有实际意义的计算,选项A 错误,选项B 正确;太阳的第八颗行星即海王星是英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶各自独立地利用万有引力定律计算出轨道和位置,由德国的伽勒首先发现的,选项C 、D 错误.]6.D [月球车做匀速圆周运动的向心力等于月球的吸引力,由牛顿第二定律可得:G Mmr 2=m (2πT )2r ,月球车在月球表面的重力等于万有引力,即G 重=G Mm R 2,代入得G 重=4π2mr 3T 2R 2,选项D 正确.] 考点五 基础知识梳理1.(1)7.9 km /s (2)11.2 km/s (3)16.7 km/s 3.(2)①相同 基础题组自测1.B [物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫第一宇宙速度,大小为7.9 km/s ,为了进入更高轨道,发射速度须大于7.9 km /s ,但必须小于第二宇宙速度11.2 km/s ,故选B.] 2.C [地球引力提供了组合体的向心力,故A 错;由公式G Mm r 2=m v 2r =m 4π2T 2r =ma 可知运行速度小于7.9 km /s ,运行周期小于24 h 、向心加速度小于9.8 m/s 2,故C 正确,B 、D 错误.] 3.C4.A [由万有引力定律得G Mm r 2=m 4π2rT 2=m v 2r =mω2r =ma n ,故T =2πr 3GM,v = GMr,ω=GM r 3,a n =GMr2,因为飞船的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,所以飞船的运行周期小于同步卫星的运行周期,飞船的线速度大于同步卫星的线速度,飞船的角速度大于同步卫星的角速度,飞船的向心加速度大于同步卫星的向心加速度,选项A 正确,B 、C 、D 错误.]5.C [地球同步卫星轨道与赤道在同一平面内,选项A 错误;人造卫星轨道半径近似等于地球半径时,其运行速度等于第一宇宙速度,轨道半径越大,运行速度越小,该卫星的运行速度小于第一宇宙速度,选项B 错误;由G Mm r 2=ma n 、G Mm R 2=mg 联立解得a n =R 2r 2g ,选项C 正确;由G Mm r 2=mr (2πT )2、G MmR 2=mg 联立解得T =4π2r 3gR 2,选项D 错误.] 6.C7.C [地球同步卫星距地表36 000 km ,由v = GMr可知,“悟空”卫星的线速度要大,所以A 错.由ω=GM r 3可知,“悟空”卫星的角速度要大,即周期要小,由a =GMr2可知,“悟空”卫星的向心加速度要大,因此B 、D 错,C 对.] 考点六 基础知识梳理2.(1)宏观世界 (2)低速运动 (3)弱引力作用 基础题组自测1.A [经典力学适用于宏观物体的低速运动,在经典力学中,物体的质量与长度为定值,故选A.] 2.C。

高中物理万有引力与航天专题训练答案及解析.docx

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高中物理万有引力与航天专题训练答案及解析一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1. 如图所示,质量分别为m 和 M 的两个星球A 和B 在引力作用下都绕O 点做匀速圆周运动,星球A 和B 两者中心之间距离为L .已知A 、B 的中心和O 三点始终共线,A 和B 分别在 O 的两侧,引力常量为G .求:(1)A 星球做圆周运动的半径R 和B 星球做圆周运动的半径r ;(2)两星球做圆周运动的周期.M L, r= m L,( 2) 2πL 3【答案】 (1) R=m Mm MG M m【解析】(1)令 A 星的轨道半径为R , B 星的轨道半径为 r ,则由题意有 L r R两星做圆周运动时的向心力由万有引力提供,则有:GmM 4 2 4 2L 2mR2Mr2TT 可得 R =M,又因为 LR rrm所以可以解得: M L , rm L ;RMmMm(2)根据( 1)可以得到 : GmM4 2 4 2ML 2m2 Rm2MLTTm4 2L32L 3则: Tm GG m MM点睛:该题属于双星问题,要注意的是它们两颗星的轨道半径的和等于它们之间的距离,不能把它们的距离当成轨道半径 .2. 载人登月计划是我国的 “探月工程 ”计划中实质性的目标.假设宇航员登上月球后,以初速度 v 0 竖直向上抛出一小球,测出小球从抛出到落回原处所需的时间为 t. 已知引力常量为G ,月球的半径为 R ,不考虑月球自转的影响,求: (1) 月球表面的重力加速度大小g 月 ;(2) 月球的质量 M ;(3)飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期T.2v 0 ; (2) 2R 2v 0 Rt【答案】 (1)Gt; (3) 2t 2v 0【解析】【详解】2v 0(1) 小球在月球表面上做竖直上抛运动,有tg 月月球表面的重力加速度大小g 月 2v 0t(2) 假设月球表面一物体质量为m ,有MmGR2=mg月月球的质量M2R 2v 0Gt(3) 飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,有G Mmm22RR 2T飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期T 2Rt2v 03.“嫦娥一号 ”的成功发射,为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步.已知 “嫦娥一号 ”绕月飞行轨道近似为圆形,距月球表面高度为 H ,飞行周期为 T ,月球的半径为R ,引力常量为 G .求:(1) 嫦“娥一号 ”绕月飞行时的线速度大小; (2)月球的质量;(3)若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船,则其绕月运行的线速度应为多大.【答案】 (1)2 RH ( 2) 4 2R H32 R HR H ( 3) TGT 2TR【解析】( 1) “嫦娥一号 ”绕月飞行时的线速度大小 v 12π(R H ).T( 2 )设月球质量为M .“嫦娥一号”的质量为 m.2根据牛二定律得 G Mm m 4π (R H )(R H )2T 223解得 M4π (R H ).GT 2( 3)设绕月飞船运行的线速度为Mm0V2 V ,飞船质量为 m0,则G2m0又R R23 M4π (R 2 H ) .GT联立得 V 2π R H R H T R4.经过逾 6 个月的飞行,质量为 40kg 的洞察号火星探测器终于在北京时间2018 年 11 月27 日 03: 56 在火星安全着陆。

2018届浙江学选考物理复习第五章万有引力定律

2018届浙江学选考物理复习第五章万有引力定律
力大小相等,方向相反,互相抵消了 B.不仅地球对月球有引力,而且太阳系中的其他星球对月球也 有引力,这些力的合力为零 C.地球对月球的引力还不算大 D.地球对月球的引力不断改变月球的运动方向,使得月球围绕 地球运动
考点一 考点二
考点三
考点四
解析
地球对月球的引力和月球对地球的引力是相互作用力,作
用在两个物体上不能相互抵消, A错误;地球对月球的引力提供
道的半长轴,T是行星绕太 阳公转的周期,k是一个与 行星无关与中心天体的质量 有关的常量
考点一
考点二
考点三
考点四
3.太阳与行星间的引力 M1 M2 (1)太阳与行星间的引力大小:F=G 2 R (2)方向:太阳与行星间引力沿着两者连线的方向。
考点一
考点二
考点三
考点四
1.开普勒定律不仅适用于行星绕太阳转,也适用于其他星体,如 卫星绕地球转。 a3 2. 2=k,该比值由中心天体的质量决定,是一个与行星无关的常 T 量。 a3 3.圆是特殊的椭圆,若行星的运动轨迹是圆,则 2=k 中的半长轴 T a 即为半径。
考点一
考点二
考点三
考点四
考点一
行星的运动及太阳与行星的引力(必考a)
1.地心说和日心说
地球 运动。 (1)地心说:太阳、月亮以及其他行星都绕_____
地球 (2)日心说:地球是绕太阳旋转的普通星体,月球是绕 _____
旋转的卫星。
考点一
考点二
考点三
考点四
2.开普勒行星运动定律
开普勒三定律
内容
图示
考点一
考点二
考点三
考点四
1.关于太阳系中各行星的轨道,以下说法中正确的是( A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆

2018版浙江高中物理学业水平考试知识清单与冲A训练:专练5万有引力与航天含答案

2018版浙江高中物理学业水平考试知识清单与冲A训练:专练5万有引力与航天含答案

专练5万有引力与航天1.第一次通过实验的方法比较准确地测出引力常量的物理学家是()A .开普勒B .卡文迪许C .伽利略D .牛顿2.质量分别为m 1和m 2的两个物体相距r ,它们之间的万有引力大小为F =G m 1m 2r2,若m 1>m 2,则关于m 1和m 2之间万有引力的说法正确的是()A .m 1、m 2之间的万有引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力B .m 1、m 2之间的距离r 趋于零时,万有引力趋于无穷大C .m 1受到的万有引力比m 2受到的万有引力大D .式中G 为引力常量,它的数值是由实验得出的3.一颗运行中的人造地球卫星,到地心的距离为r 时,所受万有引力为F ;到地心的距离为2r 时,所受万有引力为()A .FB .3F C.14F D.13F 4.如图1所示,我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星,在卫星飞赴月球的过程中,随着它与月球间距离的减小,月球对它的万有引力将()图1A .变小B .变大C .先变小后变大D .先变大后变小5.绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,其向心力来源于()A .卫星自带的动力B .卫星的惯性C .地球对卫星的引力D .卫星对地球的引力6.在地面上发射飞行器,如果发射速度大于7.9 km/s ,而小于11.2 km/s ,则它将()A .围绕地球做圆周运动B .围绕地球做椭圆运动C .挣脱地球的束缚绕太阳运动D .挣脱太阳的束缚飞离太阳系7.(台州中学2015~2016学年高二第二学期期中试题)如图2所示,A 、B 、C 是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,A、B质量相同,且大于C的质量,则()图2A.B、C的周期相等,且小于A的周期B.B、C向心加速度大小相等,且小于A的向心加速度C.B、C的线速度大小相等,且大于A的线速度D.B、C所需的向心力相等8.如图所示是某位同学设想的人造地球卫星轨道(卫星发动机关闭),其中不可能的是()9.(2015~2016嘉兴市高二第一学期期末)2015年7月美国宇航局(NASA)发布消息称,天文学家发现了迄今最接近地球的“孪生星球”——行星Kepler452b,其围绕一颗恒星Kepler452转动,周期为368天,与恒星之间的距离大约为 1.5×108km,引力常量为G=6.67×10-11 N·m2/kg2,天体的运动近似为圆周运动,根据以上信息,下列说法正确的是() A.可求出该行星的质量B.可求出该行星绕恒星运行的线速度C.可求出该行星与恒星之间的万有引力D.可求出该行星绕恒星运行所需的向心力10.(2016·浙江名校协作体模拟)我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射,将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信.“墨子”由火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道.此前曾在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7.G7属地球静止轨道卫星(高度约为36 000千米),它将使北斗系统的可靠性进一步提高.关于卫星以下说法中正确的是()A.这两颗卫星的运行速度可能大于7.9 km/sB.通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方C.量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7小D.量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7小11.(2016·台州9月质量评估)2016年3月30日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭,成功发射第22颗地球同步轨道卫星——北斗导航卫星.在2005年,我国还成功发射了“神州”六号载人飞船.飞船入轨后,环绕地球飞行77圈,历时115个小时.假设飞船和该卫星都做圆周运动,那么飞船和卫星在各自轨道上运行时()A.飞船运动速度比卫星小B.飞船运动的加速度比卫星小C.飞船离地面的高度比卫星小D.飞船运行的角速度比卫星小12.登上火星是人类的梦想,“嫦娥之父”欧阳自远院士透露:中国计划于2020年登陆火星.地球和火星公转可视为匀速圆周运动.忽略行星自转影响.根据下表信息可知()行星半径/m质量/kg公转轨道半径/m地球 6.4×106 6.0×1024 1.5×1011火星 3.4×106 6.4×1023 2.3×1011A.火星的公转周期较小B.火星公转时的向心加速度较小C.火星公转时的线速度较大D.火星公转时的角速度较大13.(2016·金华9月十校联考)2012年9月我国采用一箭双星的方式发射了“北斗导航卫星系统”(BDS).系统中的两颗圆轨道半径均为21 332 km的“北斗-M5”和“北斗-M6”卫星,其轨道如图3所示.两颗卫星的运动均可视为匀速圆周运动,下列说法正确的是()图3A.两颗卫星绕地球运行的向心加速度大小相等B.两颗卫星绕地球的运行速率均大于7.9 km/sC.北斗-M5绕地球的运行周期大于地球的自转周期D.北斗-M6绕地球的运行速率大于北斗-M5的运行速率14.(2016·绍兴9月适应性考试)我国卫星移动通信系统首发星,被誉为中国版海事卫星的天通一号01星,在2016年8月6日在西昌卫星发射中心顺利升空并进入距离地球约三万六千公里的地球同步轨道.这标志着我国迈入了卫星移动通信的“手机时代”.根据这一信息以及必要的常识,尚不能确定该卫星的()A.质量B.轨道半径C.运行速率D.运行周期答案精析1.B 2.D3.C[当距离为r 时,F =G Mmr2①当距离为2r 时,F ′=GMm 4r2②由①②解得F ′=14F ,故C 正确.]4.B [卫星飞赴月球过程中,与月球的距离变小.由F =G Mmr2知,F 变大,故B 正确.]5.C 6.B7.B8.D [卫星运动一般以地心为圆心或者焦点,因此D 选项错误.]9.B[根据万有引力提供行星运动的向心力G Mm r 2=m ω2r =m 4π2T2r ,可求出恒星的质量,无法求出行星的质量,同理也不能求出万有引力的大小和向心力的大小,A 、C 、D 错误;由v =2πrT 可以求出行星绕恒星运行的线速度,B 正确.]10.C[7.9 km/s 是地球卫星的最大环绕速度,所以A 错;地球静止轨道卫星为地球同步卫星,只能定点在赤道上空,西昌在北半球,所以B 错;由G Mmr 2=ma =m 4π2r T2,r墨子<r同步知,C 正确,D 错误.] 11.C [地球同步轨道卫星——北斗导航卫星的周期为24小时,“神舟”六号载人飞船的周期为11577小时≈1.5小时,T 卫>T 飞,由牛顿第二定律G Mm R 2=m 4π2R T 2=ma =m v 2R=mR ω2得:R =3GMT 24π2,a =GMR2,v =GMR,ω=GMR3,又R =R 地+h ,所以C 正确,A 、B 、D 错误.] 12.B[由表中信息知公转轨道半径r 火>r 地,根据牛顿第二定律G Mm r 2=m 4π2r T 2=ma =m v2r=mr ω2得:T =4π2r 3GM ,a =GMr2,v =GMr,ω=GMr3,轨道半径大,周期大,向心加速度小,线速度小,角速度小,故B 正确,A 、C 、D 错误.]13.A[由牛顿第二定律G Mmr2=ma 和两卫星半径相等得两卫星向心加速度大小相等,A 正确;近地卫星的运行速率为7.9 km/s ,又G Mm r 2=m v2r ,两卫星轨道半径大于近地卫星轨道半径,所以其运行速率小于7.9 km/s ,B 不正确;由G Mm r 2=m 4π2r T 2=m v2r和同步卫星轨道半径大于两卫星轨道半径得北斗-M5绕地球的运行周期小于地球自转周期,北斗-M6与北斗-M5运行速率相等,C、D均不正确.]14.A[由进入距离地球约三万六千公里的地球同步轨道,可以确定轨道半径R和周期T,由v=2πRT可确定运行速率v,而不能确定的是该卫星的质量.]。

2018届浙江学选考物理复习配套练习第五章 万有引力与航天

2018届浙江学选考物理复习配套练习第五章 万有引力与航天

1.下列说法中正确的是( ) A .牛顿运动定律就是经典力学 B .经典力学的基础是牛顿运动定律C .牛顿运动定律可以解决自然界中的所有问题D .经典力学可以解决自然界中的所有问题解析 经典力学并不等于牛顿运动定律,牛顿运动定律只是经典力学的基础;经典力学并非万能,也有其适用范围,并不能解决自然界中所有的问题,没有哪个理论可以解决自然界中的所有问题,因此只有搞清牛顿运动定律和经典力学的隶属关系,明确经典力学的适用范围才能正确解决此类问题。

答案 B2.(2015·广州市高三年级调研测试)由于通信和广播等方面的需要,许多国家发射了地球同步卫星,这些卫星的( ) A .质量可以不同 B .轨道半径可以不同 C .轨道平面可以不同 D .绕行方向可以不同解析 地球同步卫星都在地球赤道上空自西向东以相同半径做周期相同的匀速圆周运动,A 正确。

答案 A3.第一宇宙速度是用r =R 地计算出来的,实际上人造地球卫星轨道半径都是r>R 地,那么轨道上的人造卫星的线速度都( ) A .等于第一宇宙速度 B .大于第一宇宙速度 C .小于第一宇宙速度 D .以上三种情况都可能解析 由G Mmr 2=m v 2r 得v =GMr 可知:轨道半径越大,卫星的绕行速度越小,第一宇宙速度是用r=R地计算出来的,所以轨道上的人造卫星的绕行速度v卫=GMr+h必小于第一宇宙速度,故选C项。

答案 C4.如图所示的圆a、b、c,其圆心均在地球的自转轴上,下列对环绕地球做匀速圆周运动的说法不正确的是()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.同步卫星的轨道只可能为b解析地球卫星做圆周运动的向心力都是由万有引力提供,所以卫星的轨道圆心就是地球的球心,故a不可能成为卫星的轨道;同步卫星的轨道只能在赤道平面内。

答案 A5.紫金山天文台发现的一颗绕太阳运行的小行星被命名为“南大仙林星”。

如图所示,轨道上a、b、c、d四个位置中,该行星受太阳引力最大的是()A.a B.b C.c D.d解析“南大仙林星”绕太阳运行时,该行星受太阳引力的大小为F=GMmr2,因为a点与太阳间距最小,则a点受到的太阳引力最大。

2018版浙江省高考物理《选考总复习》教师用书第4章曲线运动万有引力与航天Word版含解析

2018版浙江省高考物理《选考总复习》教师用书第4章曲线运动万有引力与航天Word版含解析

[考纲要求]第1课时曲线运动平抛运动考点一曲线运动(b/b)[基础过关]1.速度的方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。

2.运动的性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动。

3.曲线运动的条件【过关演练】1.(2015·浙江1月学考)如图所示,一小球在光滑水平桌面上做匀速直线运动,若沿桌面对小球施加一个恒定外力,则小球一定做()A.直线运动B.曲线运动C.匀变速运动D.匀加速直线运动解析因为施加的恒力方向不知,小球可能做直线运动或曲线运动,故A、B、D错;根据牛顿第二定律,小球一定做匀变速运动,故C正确。

答案 C2.(2016·9月台州质量评估)如图所示的陀螺,是汉族民间最早的娱乐工具,也是我们很多人小时候喜欢玩的玩具。

从上往下看(俯视),若陀螺立在某一点顺时针匀速转动,此时滴一滴墨水到陀螺,则被甩出的墨水径迹可能为()解析做曲线运动的物体,所受陀螺的束缚的力消失后,水平面内(俯视)应沿轨迹的切线飞出,A、B不正确,又因陀螺顺时针匀速转动,故C不正确,D正确。

答案 D[要点突破]要点一曲线运动特点认识1.曲线运动的特点2.物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向和速度方向之间,速度方向与轨迹相切,合力方向指向曲线的“凹”侧。

【例1】(2016·浙江慈溪中学)关于做曲线运动的物体,下列说法中正确的是()A.物体的速度方向一定不断改变B.物体的速度大小一定不断改变C.物体的加速度方向一定不断改变D.物体的加速度大小一定不断改变解析做曲线运动的物体速度方向是该点的切线方向,时刻在变化,故A正确;做曲线运动的物体速度大小可以不变,如匀速圆周运动,故B错误;曲线运动的速度方向时刻改变,故一定具有加速度,但加速度的大小和方向不一定改变,如平抛运动,故C、D错误。

答案 A要点二速率变化情况判断1.当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率增大;2.当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率减小;3.当合力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变。

【新步步高】2018版浙江高考物理《选考总复习》第四章第4讲万有引力与航天

【新步步高】2018版浙江高考物理《选考总复习》第四章第4讲万有引力与航天

1
2
3
4
5
R3 2.(多选)关于开普勒行星运动的公式 T2=k,以下理解正确的是(
)

A.k是一个与行星无关的量 B.若地球绕太阳运动轨道的半长轴为R地,周期为T地;月球绕地球运
R地3 R月3 动轨道的半长轴为R月,周期为T月,则 2= 2 T地 T月 C.T表示行星运动的自转周期
D.T表示行星运动的公转周期 √
“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕.“51 peg b”绕其中
心恒星做匀速圆周运动,周期约为4天,轨道半径约为地球绕太阳运动半 1 径的 ,该中心恒星与太阳的质量比约为( ) 20 1 A.10 B.1 C.5 D.10

解析
4π2 4π2r3 Mm 根据万有引力提供向心力,有 G r2 =m T2 r,可得 M= GT2 ,所以
入绕地球的椭圆轨道.该卫星发射速度v大小的范围是(
A.v<7.9 km/s
)

B.7.9 km/s<v<11.2 km/s
C.11.2 km/s<v<16.7 km/s
D.v>16.7 km/s
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加试题型突破
命题点一
万有引力定律的理解和应用
例1
过去几千年来,人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内,行星
解析
5
6
7
6.若取地球的第一宇宙速度为 8 km/s,某行星的质量是地球的6倍,半
径是地球的1.5倍,则该行星的第一宇宙速度约为( )

A.16 km/s
C.4 km/s
2
B.32 km/s
D.2 km/s
GM R =8 km/s,所以该行星的第一宇宙速

2018版浙江高中物理学业水平考试知识清单与冲A训练:专练15力和曲线运动含答案

2018版浙江高中物理学业水平考试知识清单与冲A训练:专练15力和曲线运动含答案

专练15力和曲线运动1.目前,滑板运动受到青少年的喜爱.图1所示为某滑板运动员恰好从B点进入半径为2。

0 m的错误!圆弧轨道,该圆弧轨道在C点与水平轨道相接.运动员滑到C点时的速度大小为10 m/s.不计各种阻力,求运动员到达C点前、后瞬间的加速度分别为多少.图12.如图2所示,一根长为0.1 m的细线,一端系着一个质量是0。

18 kg的小球,拉住线的另一端,使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动.当小球的转速增加到原转速的3倍时,细线断裂,这时测得线的拉力比原来大40 N.求:(g取10 m/s2)图2(1)线断裂时的拉力大小;(2)这时小球运动的线速度大小;(3)如果桌面高出地面0.8 m,线断后小球飞出去落地处离桌面的水平距离.3.如图3所示,半径为R,内径很小的光滑半圆管竖直放置.两个质量均为m的小球a、b以不同的速度进入管内,a通过最高点A时,对管壁上部的压力为3mg,b通过最高点A时,对管壁下部的压力为0.75mg,求a、b两球落地点间的距离.图34.厄瓜多尔当地时间2016年4月16日,在佩德纳莱斯地区发生了7.8级地震,导致多人遇难.如图4所示,一架执行救援任务的直升机在H=180 m的高空,以v0=40 m/s的速度水平匀速飞行,要将两箱物资先后准确地投到山脚和山顶的安置点A、B,已知山高h=135 m,山脚和山顶的水平距离x0=500 m,g取10 m/s2,不计空气阻力,求:图4(1)第一箱物资应在飞机离A的水平距离x1为多少时投放?(2)投放第一箱物资后,飞机继续飞行多大距离再投放第二箱物资? 5.如图5甲所示,水上飞行器是水上飞行游乐产品,它利用脚上喷水装置产生的反冲动力,让你可以像海豚一般跃出水面向上腾空接近十米.另外配备有手动控制的喷嘴,用于稳定空中飞行姿态.某次表演中表演者在空中表演翻跟斗,如图乙所示,在飞行至最高点时,恰好做半径为r的圆周运动,此时水的喷射方向水平.不计水管与手部控制器的作用.求:图5(1)最高点的向心加速度大小;(2)最高点的速度大小为多少;(3)若在最高点表演者突然除去所有装置,且离水面高度为h,则落到水面时,表演者的水平位移等于多少.答案精析1.50 m/s20解析到C点前做圆周运动,由a=错误!知向心加速度大小a=错误! m/s2=50 m/s2.过C点后沿直线匀速运动,加速度为零.2.(1)45 N (2)5 m/s (3)2 m解析(1)小球在光滑桌面上做匀速圆周运动时受三个力作用:重力mg、桌面弹力F N和线的拉力F.重力mg和弹力F N平衡.线的拉力提供向心力,F n=F=mω2R,设原来的角速度为ω0,线上的拉力为F0,转速加快后的角速度为ω,线断时的拉力为F,则F∶F0=ω2∶ω错误!=9∶1。

(精品)高中物理学业水平考试专题复习五、万有引力与航天

(精品)高中物理学业水平考试专题复习五、万有引力与航天

第六章万有引力定律一、学习目标:1、掌握万有引力定律,及其发现的意义2、了解第一宇宙速度,第二宇宙速度,第三宇宙速度3、应用万有引力和圆周运动的知识解决问题二、自主探究:1.万有引力定律(1)内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成______,与它们之间距离r的___________成反比。

(2)表达式:_____________G=_______________N·m2/kg2 (卡文迪许测量)针对练习:(1)下列关于万有引力定律的说法中正确的是()A.万有引力是普遍存在于宇宙中所有具有质量的物体之间的相互作用B.重力和万有引力是两种不同性质的力C.当两物体间有另一质量不可忽略的物体存在时,则两个物体间的万有引力将增大D.由万有引力定律公式可知,当两物体间的距离为零时,万有引力将无穷大(2)火星的半径是地球半径的一半,火星的质量约为地球质量的1/9;那么地球表面50 kg 的物体受到地球的吸引力约是火星表面同质量的物体受到火星吸引力的倍.(3)一个质子由两个u夸克和一个d夸克组成。

一个夸克的质量7.1×10-30kg,求两个夸克相距1.0×10-16m时的万有引力。

2.万有引力定律的理论成就:1、黄金代换:___________________2、计算中心天体的质量:____________________________针对练习:(1)已知地球表面重力加速度为g ,地球半径为R ,万有引力常量为G ,用以上各量表示地球质量(2)我国已启动“登月工程”,计划2010年左右实现登月飞行.设想在月球表面上,宇航员测出小物块自由下落h 高度所用的时间为t .当飞船在靠近月球表面圆轨道上飞行时,测得其环绕周期是T ,已知引力常量为G .根据上述各量,试求: ⑴月球表面的重力加速度; ⑵月球的质量.3.人造地球卫星(1)卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由它所受的万有引力提供:F 万= F 向 即 G2r Mm = m r v 2 V= G 2r Mm=m ω2r ω= G 2r Mm =r T m 22⎪⎭⎫ ⎝⎛π T= (2)地球同步卫星:周期T=(3)星球表面重力加速度:g=针对练习(1)关于人造地球卫星,下列说法中正确的是 ( )A .地球的地心一定是处在人造卫星的轨道平面内B .人造地球卫星的线速度v 、角速度ω、旋转周期T 均与卫星的质量有关C .人造地球卫星的线速度肯定大于7.9km/sD .人造地球卫星绕地球旋转周期可以小于5000s(2)在地球(看做质量均匀分布的球体)上空有许多同步卫星,下列说法中正确的是( )A .它们的质量可能不同B .它们的速率可能不同C .它们的向心加速度大小可能不同D .它们离地心的距离可能不同4.宇宙速度(1) 第一宇宙速度:v = 7.9 km/s第一宇宙速度的推导:A 是发射人造地球卫星的最小速度B 是环绕地球运行的最大速度(环绕速度v =rGM ). (2) 第二宇宙速度:(3) 第三宇宙速度:针对练习:(1)第一宇宙速度是用r=R 地计算出来的,实际上人造地球卫星轨道半径都是r >R 地,那么轨道上的人造卫星的线速度都是( )(A )等于第一宇宙速度 (B )大于第一宇宙速度(C )小于第一宇宙速度 (D )以上三种情况都可能(2)假如作圆周运动的人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍后仍作圆周运动,则A.根据公式v =ωr 可知,卫星运动的线速度将增大到原来的2倍B.根据公式r mv F 2 可知,卫星所需的向心力将减小到原来的21C.根据公式221 r mGmF 可知,地球提供的向心力将减小到原来的41D.根据上述B和C中给出的公式可知,卫星运动的线速度将减小到原来的22(3)两颗人造地球卫星,它们质量的比m1:m2=1:2,它们运行的线速度的比是v1:v2=1:2,那么A.它们运行的周期比为1:8B.它们运行的轨道半径之比为4:1C.它们所受向心力的比为1:32D.它们运动的向心加速度的比为1:16(4)关于同步地球卫星,下列说法中正确的是A.同步地球卫星一定在地球的赤道平面内B.同步地球卫星到地心的距离为定值C.同步地球卫星的周期等于地球的自转周期D.同步地球卫星的线速度不变(5)金星的半径是地球的0.95倍,质量是地球的0.82倍,金星表面的自由落体加速度是多大?金星的第一宇宙速度是多大?41.经典力学的局限性 A(1)经典力学的适用范围:适用于低速运动,宏观物体,弱相互作用。

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专练5 万有引力与航天
1.第一次通过实验的方法比较准确地测出引力常量的物理学家是( ) A.开普勒B.卡文迪许
C.伽利略D.牛顿
2.质量分别为m1和m2的两个物体相距r,它们之间的万有引力大小为F=
G m1m2
r2
,若m1>m2,则关于m1和m2之间万有引力的说法正确的是( )
A.m1、m2之间的万有引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力
B.m1、m2之间的距离r趋于零时,万有引力趋于无穷大
C.m1受到的万有引力比m2受到的万有引力大
D.式中G为引力常量,它的数值是由实验得出的
3.一颗运行中的人造地球卫星,到地心的距离为r时,所受万有引力为F;到地心的距离为2r时,所受万有引力为( )
A.F B.3F
C.1
4
F D.
1
3
F
4.如图1所示,我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星,在卫星飞赴月球的过程中,随着它与月球间距离的减小,月球对它的万有引力将( )
图1
A.变小B.变大
C.先变小后变大D.先变大后变小
5.绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,其向心力来源于( )
A.卫星自带的动力B.卫星的惯性
C.地球对卫星的引力D.卫星对地球的引力
6.在地面上发射飞行器,如果发射速度大于7.9 km/s,而小于11.2 km/s,则它将( )
A.围绕地球做圆周运动
B.围绕地球做椭圆运动
C.挣脱地球的束缚绕太阳运动
D.挣脱太阳的束缚飞离太阳系
7.(台州中学2015~2016学年高二第二学期期中试题)如图2所示,A、B、C 是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,A、B质量相同,且大于C的质量,则( )
图2
A.B、C的周期相等,且小于A的周期
B.B、C向心加速度大小相等,且小于A的向心加速度
C.B、C的线速度大小相等,且大于A的线速度
D.B、C所需的向心力相等
8.如图所示是某位同学设想的人造地球卫星轨道(卫星发动机关闭),其中不可能的是( )
9.(2015~2016嘉兴市高二第一学期期末)2015年7月美国宇航局(NASA)发布消息称,天文学家发现了迄今最接近地球的“孪生星球”——行星
Kepler452b,其围绕一颗恒星Kepler452转动,周期为368天,与恒星之间的距离大约为1.5×108 km,引力常量为G=6.67×10-11 N·m2/kg2,天体的运动近似为圆周运动,根据以上信息,下列说法正确的是( )
A.可求出该行星的质量
B.可求出该行星绕恒星运行的线速度
C.可求出该行星与恒星之间的万有引力
D.可求出该行星绕恒星运行所需的向心力
10.(2016·浙江名校协作体模拟)我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射,将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信.“墨子”由火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道.此前曾在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7.G7属地球静止轨道卫星(高度约为36 000千米),它将使北斗系统的可靠性进一步提高.关于卫星以下说法中正确的是( ) A.这两颗卫星的运行速度可能大于7.9 km/s
B.通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方
C.量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7小
D.量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7小
11.(2016·台州9月质量评估)2016年3月30日,我国在西昌卫星发射中心用。

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