【发现】物理沪科版必修2同步精练精析53万有引力定律与天文学的发现沪科版必修二

【关键字】发现

5.3 万有引力定律与天文学的发现

【学业达标训练】

1.下列说法正确的是（）

A.海王星是人们直接应用万有引力定律计算的轨道而发现的

B.天王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的

C.海王星是人们经过长期的太空观测而发现的

D.天王星的运行轨道与由万有引力定律计算的轨道存在偏差，其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用，由此，人们发现了海王星

【解析】选D.由行星的发现历史可知，天王星并不是根据万有引力定律计算出轨道而发现的；海王星不是通过观测发现，也不是直接由万有引力定律计算出轨道而发现的，而是人们发现天王星的实际轨道与理论轨道存在偏差，然后运用万有引力定律计算出“新”星的轨道，从而发现了海王星.由此可知，A、B、C错误，D正确.

2.关于万有引力定律的应用，下列说法正确的是( )

A.可以预言未知天体的轨道和位置

B.可以计算天体的运行周期

C.能够计算天体的质量

D.在天体的运行中，万有引力提供向心力

【解析】选A、B、C、D.发现万有引力定律之后，天文学家根据万有引力定律通过计算预言了海王星的轨道和位置，计算出了彗星的周期和天体的质量，在天体的运行中向心力是由万有引力提供的.故A、B、C、D均正确.

3.宇宙飞船进入一个围绕太阳的近乎圆形的轨道运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是（）

A.3年

B.9年

C.27年

D.81年

5.（2009·全国高考）把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周.由火星和地球绕太阳运动的周期之比可求得( )

A.火星和地球的质量之比

B.火星和太阳的质量之比

C.火星和地球到太阳的距离之比

D.火星和地球绕太阳运行速度大小之比

【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.已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M（引力常量G为已知）（）

A.月球绕地球运行的周期T1及月球到地球中心的距离R1

B.地球绕太阳运行周期T2及地球到太阳中心的距离R2

C.地球绕太阳运行的速度v3及地球到太阳中心的距离R3

D.地球表面的重力加速度g及地球到太阳中心的距离R4

2.（2009·全国高考）天文学家新发现了太阳系外的一颗行星.这颗行星的体积是地球的4.7倍，质量是地球的25倍.已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,由此估算该行星的平均密度约为（）

kg/m3kg/m3 kg/m3kg/m3

【解析】

【解析】

【解析】

5.2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33”卫星在西伯利亚上空约805 km处发生碰撞．这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件．碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境．假定有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是（）

A．甲的运行周期一定比乙的长

B．甲距地面的高度一定比乙的高

C．甲的向心力一定比乙的小

D．甲的加速度一定比乙的大

【解析】

二、非选择题（本题包括3小题，共30分.要有必要的文字叙述）

6.（思维拓展题）(8分)假设地球自转速度达到使赤道上的物体能“飘”起来（完全失重）.试估算一下，此时地球上的一天等于多少小时？（地球半径取6.4×106 m，g取10 m/s2）

7.（2010·大连高一检测）（11分）“神舟”五号载人飞船在绕地球飞行的第

5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度h=342 km 的圆形轨道.已知地球半径R=6.37×103 km ，地面处的重力加速度g=10 m/s 2.试导出飞船在上述圆轨道上运行的周期T 的公式（用h 、R 、g 表示），然后计算周期的数值（保留一位小数

［探究·创新］ 【解析】

答案:

【解析】

答案:

8.（11分）一宇宙飞船靠近某行星时，绕行星表面做匀速圆周运动，随后在行星上着陆，为了测定该行星的质量，宇航员带有简单仪器：秒表、天平、弹簧测力计、水银气压计、质量为m的钩码.

（1）请为他设计一个可行性的测量方案，简述步骤；

（2）导出行星质量表达式，引力常量G可作为已知.

【解析】

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