2020-2021学年高一上学期物理人教(2019)物理必修第二册第7章 万有引力与航天 含答案
2020年春人教版高一物理必修第二册第7章 万有引力与宇宙航行期末训练含答案
2020春人教（新教材）物理必修第二册第7章 万有引力与宇宙航行期末训练含答案（新教材）必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行一、选择题1、(双选)在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春、夏、秋、冬四季。
如图所示，从地球绕太阳的运动规律入手，下列判断正确的是 ( )A.在1月初，地球绕太阳的运行速率较大B.在7月初，地球绕太阳的运行速率较大C.在北半球，春夏两季与秋冬两季时间相等D.在北半球，春夏两季比秋冬两季时间长2、某实心均匀球半径为R ，质量为M ，在球壳外离球面h 远处有一质量为m 的质点，则它们之间万有引力的大小为( )A.G Mm R 2B.G Mm （R ＋h ）2C.G Mm h 2D.G Mm R 2＋h 2 3、随着太空技术的飞速发展，地球上的人们登陆其他星球成为可能。
假设未来的某一天，宇航员登上某一星球后，测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，而该星球的平均密度与地球的差不多，则该星球质量大约是地球质量的( )A.12B.2倍C.4倍D.8倍4、我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。
2018年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km ，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36 000 km ，它们都绕地球做圆周运动。
与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是( )A.周期B.角速度C.线速度D.向心加速度5、通常我们把地球和相对地面静止或匀速直线运动的参考系看成惯性系，若以下列系统为参考系，则其中属于非惯性系的是( )A ．停在地面上的汽车B ．绕地球做匀速圆周运动的飞船C ．在大海上匀速直线航行的轮船D ．以较大速度匀速直线运动的磁悬浮列车6、(2019·河南开封高中期中考试)已知地球半径为R ，将物体从地面发射至离地面高度为h 处时，物体所受万有引力减小到原来的一半，则h 为( )A.RB.2RC.2RD.(2－1)R7、(双选)甲、乙两恒星相距为L ，质量之比m 甲m 乙＝23，它们离其他天体都很遥远，我们观察到它们的距离始终保持不变，由此可知( )A.两恒星一定绕它们连线的某一位置做匀速圆周运动B.甲、乙两恒星的角速度之比为2∶3C.甲、乙两恒星的线速度之比为3∶2D.甲、乙两恒星的向心加速度之比为3∶28、(双选)如图所示，飞船从轨道1变轨至轨道2。
2020-2021学年新教材物理人教版必修第二册教案：第7章4.宇宙航行
4．宇宙航行学习目标：1.[科学思维]了解人造地球卫星的最初构想，会推导第一宇宙速度。
2.[科学思维]知道同步卫星和其他卫星的区别，会分析人造地球卫星的受力和运动情况并解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。
3.[科学思维]了解发射速度与环绕速度的区别与联系，理解天体运动中的能量观。
4.[科学态度与责任]了解宇宙航行的历程和进展，感受人类对客观世界不断探究的精神和情感。
阅读本节教材，回答第59页“问题”并梳理必要知识点。
教材第59页“问题”提示：这个速度是7.9 km/s 。
一、宇宙速度 1．第一宇宙速度(1)物体绕地球速度推导：物体绕地球的运动可视作匀速圆周运动，万有引力提供物体运动所需的向心力，有G mm 地r 2＝m v 2r ，由此解出v ＝Gm 地r (m 地为地球质量，r 为物体做圆周运动的轨道半径)。
(2)数值：已知地球的质量，近似用地球半径R 代替r ，算出v ＝Gm 地R ＝7.9 km/s ，这就是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度。
第一宇宙速度的其他三种叫法：最小发射速度、最大环绕速度、近地绕行速度。
当飞行器的速度等于或大于11.2 km/s 时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。
我们把11.2 km/s 叫作第二宇宙速度。
3．第三宇宙速度在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16.7 km/s ，这个速度叫作第三宇宙速度。
图解三个宇宙速度1．同步卫星：地球同步卫星位于赤道上方高度约36 000 km处，因相对地面静止，也称静止卫星。
地球同步卫星与地球以相同的角速度转动，周期与地球自转周期相同。
2．1957年10月，苏联成功发射了世界上第一颗人造地球卫星。
1969年7月，美国“阿波罗11号”登上月球。
2003年10月15日，我国“神舟五号”把航天员杨利伟送入太空。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)卫星的运行速度随轨道半径的增大而增大。
2020_2021学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行4宇宙航行课件新人教版必修第二册2021
T 2
(2)mg= G M m ,在天体表面上物体的重力等于它受到的引力,可得gR2=GM,该公式
R2
称为黄金代换。
课堂互动探究
【主题一】宇宙速度 【生活情境】
【问题探究】 牛顿曾提出过一个著名的思想实验:如图所示,从高山上水平抛出一个物体,当 抛出的速度足够时,物体将环绕地球运动,成为人造地球卫星。 (1)当抛出速度较小时,物体做什么运动? 提示:平抛运动。 (2)当物体刚好不落回地面时,物体做什么运动? 提示:物体绕地球表面做匀速圆周运动。
A.根据v= g r ,可知vA<vB<vC B.根据万有引力定律,可知卫星所受地球引力FA>FB>FC C.角速度ωA>ωB>ωC D.向心加速度aA<aB<aC
【补偿训练】
1.如图所示,若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动,a、b到地心O
的距离分别为r1、r2,线速度大小分别为v1、v2,则
【素养训练】
1.(2020·天津等级考)北斗问天,国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是
地球静止轨道卫星,其轨道半径约为地球半径的7倍。与近地轨道卫星相比,地
球静止轨道卫星( )
A.周期大
B.线速度大
C.角速度大
D.加速度大
2.如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星,关于各物理量的 关系,下列说法正确的是( )
【素养训练】
1.(多选)下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是
()
A.第一宇宙速度v1=7.9 km/s,第二宇宙速度v2=11.2 km/s,则人造卫星绕地球在 圆轨道上运行时的速度大于等于v1,小于v2 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
【精准解析】22021学年物理人教版必修第二册：第七章 万有引力与宇宙航行+测评
颗名叫 Kepler 452b 的行星距离地球约 1 400 光年,公转周期约 37 年,它的半径大约是地球的 1.6
倍,重力加速度与地球相近。已知地球表面第一宇宙速度为 7.9 km/s,则下列说法正确的是( )
A.飞船在 Kepler 452b 表面附近运行时的速度大于 7.9 km/s
B.该行星的质量约为地球质量的 1.6 倍
地 2
=ma,可得 a=
2地,
故只要半径相同,加速度大小就相同,由于卫星在轨道 1 做椭圆运动,运动半径在变化,所以运动 的加速度在变,而在 P 点加速度的大小和方向都相同,选项 B 正确,C 错误;卫星在轨道 2 做匀速 圆周运动,加速度方向时刻在变,选项 D 错误。 答案 B 8.我国先发射了“天宫二号”空间实验室,之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设 “天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动,为了实现飞船与空间实验室的对接,下 列措施可行的是( ) A.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速,加速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近 时实现对接
火星与太阳的连线扫过的面积,选项 A 错误;根据开普勒第三定律:所有行星轨道的半长轴的三 次方跟它的公转周期的二次方的比都相等,地球绕太阳运行的半长轴比火星绕太阳运行的半长
轴小,所以地球绕太阳运行的周期比火星绕太阳的周期小,选项 B 错误;把椭圆轨道近似看成是
圆轨道,根据ω= 3太,地球绕太阳运行的半长轴比火星绕太阳运行的半长轴小,地球绕太阳运 行的角速度比火星绕太阳运行的角速度大,选项 C 正确;把椭圆轨道近似看成是圆轨道,根据
人教版(2019)高一物理必修第二册第七章新教材新习题学案专题六：万有引力和宇宙航行 无答案
高一物理复习专题六：万有引力与宇宙航行【行星的运动】1. 地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。
（这只是个粗略的说法。
在天文学中，“天文单位”有严格的定义，用符号AU表示。
）已知火星公转的轨道半径是1.5 AU，根据开普勒第三定律，火星公转的周期是多少个地球日？2. 开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动。
如果一颗人造地球卫星沿椭圆轨道运动，它在离地球最近的位置（近地点）和最远的位置（远地点），哪点的速度比较大？3. 在力学中，有的问题是根据物体的运动探究它受的力，有的问题则是根据物体所受的力推测它的运动。
这一节的讨论属于哪一种情况？你能从过去学过的内容或做过的练习中各找出一个例子吗？4. 对于这三个等式来说，有的可以在实验室中验证，有的则不能，这个无法在实验室验证的规律是怎么得到的？【万有引力定律】1.既然任何物体间都存在着引力，为什么当两个人接近时他们不会吸在一起？我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力？请你根据实际情况，应用合理的数据，通过计算说明以上两个问题。
2. 你在读书时，与课桌之间有万有引力吗？如果有，试估算一下这个力的大小，它的方向如何？3.大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系外离地球最近的星系（很遗憾，在北半球看不见）。
大麦哲伦云的质量为太阳质量的1010倍，即2.0×1040 kg，小麦哲伦云的质量为太阳质量的109倍，两者相距5×104光年，求它们之间的引力。
4.太阳质量大约是月球质量的2.7×107倍，太阳到地球的距离大约是月球到地球距离的3.9×102倍，试比较太阳和月球对地球的引力。
5. 木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中三颗卫星的周期之比为1∶2∶4。
小华同学打算根据万有引力的知识计算木卫二绕木星运动的周期，她收集到了如下一些数据。
2020-2021学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行含答案
2020--2021（新教材）人教物理必修第二册第七章万有引力与宇宙航行含答案（新教材）必修第二册第七章万有引力与宇宙航行一、选择题1、(多选)16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心说”的如下四个基本论点，这四个论点目前看存在缺陷的是()A.宇宙的中心是太阳，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动B.地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动C.天空不转动，因为地球每天自西向东转一周，造成太阳每天东升西落的现象D.与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多2、一物体在地球表面重16 N，它在以5__m/s2的加速度加速上升满足牛顿第二定律的火箭中的视重(即物体对火箭竖直向下的压力)为9 N，则此火箭离地球表面的距离为地球半径的(地球表面重力加速度取10 m/s2)()A.2倍B.3倍C.4倍D.0.5倍3、火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍。
根据以上数据，以下说法中正确的是()A.火星表面重力加速度的数值比地球表面的大B.火星公转的周期比地球的长C.火星公转的线速度比地球的大D.火星公转的向心加速度比地球的大4、2018年11月1日，我国在西昌卫星发射中心成功发射第四十一颗北斗导航卫星，是我国北斗三号系统第十七颗组网卫星，它是地球同步卫星，设地球自转角速度一定，下面关于该卫星的说法正确的是()A.它绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度B.它沿着与赤道成一定角度的轨道运动C.运行的轨道半径可以有不同的取值D.如果需要可以发射到北京上空5、（多选）用相对论的观点判断，下列说法正确的是()A．时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变B．在地面上的人看来，高速运动的飞船中的时钟会变慢，但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的C．在地面上的人看来，高速运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些D．当物体运动的速度v≪c时，“时间延缓”和“长度收缩”效应可忽略不计6、在牛顿发现太阳与行星间引力的过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式，这是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是()A.研究对象的选取B.理想化过程C.类比法D.等效的思维方法7、(多选)如图所示，a、b、c是地球大气层外圈圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b质量相等，且小于c的质量，则()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的线速度大小相等，且小于a的线速度8、关于宇宙速度的说法正确的是()A.第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大速度B.第一宇宙速度是地球同步卫星的发射速度C.人造地球卫星运行时的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间D.第三宇宙速度是物体逃离地球的最小速度9、(双选)关于相对论时空观的说法，正确的是()A.在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B.在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关C.在牛顿力学时空观中认为同时发生的事件，在相对论时空观中也是同时发生的D.时间和空间是永恒不变的10、关于引力常量，下列说法正确的是()A.引力常量是两个质量为1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力B.牛顿发现了万有引力定律，给出了引力常量的值C.引力常量的测定，证明了万有引力的存在D.引力常量G是不变的，其数值大小与单位制的选择无关11、在轨运行26年的哈勃太空望远镜，曾拍摄到天狼星A和天狼星B组成的双星系统在轨运行图像，如图所示。
高中物理必修二人教版2019第7章万有引力与宇宙航行4宇宙航行
度、角速度、周期都跟卫星的轨道半径有关。
归纳提升
1.人造卫星的轨道
卫星绕地球做匀速圆周运动时,由地球对它
的万有引力充当向心力。因此卫星绕地球
做匀速圆周运动的圆心必与地心重合,而这
样的轨道有多种,其中比较特殊的有与赤道
共面的赤道轨道和通过两极点上空的极地
1.第一宇宙速度:第一宇宙速度是人造卫星近地环绕地球做
匀速圆周运动必须具备的速度,即近地卫星的环绕速度。
2.第一宇宙速度的推导
项目
公式
结果
万有引力提供卫
重力提供卫星
星运动的向心力
运动的向心力
地
G
v=
=m
地
mg=m
v=
3.最小发射速度:向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困
2.地球静止卫星的特点
周期一定
与地球自转周期相同,即 T≈24 h的角速度相同
高度一定
卫星离地面高度 h=r-R≈6R(为恒量)≈3.6×104 km
速度大小一定
向心加速度大
小一定
轨道平面一定
v=
=3.07 km/s(为恒量),环绕方向与地球自转
方向相同
最小地面发射速度
使飞行器挣脱太阳引力的束缚,飞到太
阳系外的最小地面发射速度
二、人造地球卫星
1.人造地球卫星
(1)运动规律:一般情况下可认为人造卫星绕地球做匀速圆
周运动。
(2)向心力来源:人造地球卫星的向心力由地球对它的万有
引力提供。
(3)所有卫星的轨道平面均过地心。
2.地球同步卫星位于地面上方高度约36 000 km处,周期与地
(新教材)人教版 物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 单元测试题
绝密★启用前（新教材）人教版物理必修第二册第七章万有引力与宇宙航行单元测试题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.发现行星运动定律的科学家是()A．第谷B．卡文迪许C．牛顿D．开普勒2.极地卫星(轨道平面经过地球的南北两极)圆轨道的半径为r，周期为2 h．赤道卫星(轨道平面为赤道平面)圆轨道半径为4r.则两卫星从距离最近到下一次最近的时间为()A．hB． 14 hC． 16 hD． 30 h3.澳大利亚科学家近日宣布，在离地球约14光年的红矮星wolf 1061周围发现了三颗行星b、c、d，它们的公转周期分别是5天、18天、67天，公转轨道可视为圆，如图所示.已知万有引力常量为G.下列说法不正确的是()A．可求出b、c的公转半径之比B．可求出c、d的向心加速度之比C．若已知c的公转半径，可求出红矮星的质量D．若已知c的公转半径，可求出红矮星的密度4.我国成功发射“一箭20星”，在火箭上升的过程中分批释放卫星，使卫星分别进入离地200－600 km高的轨道．轨道均视为圆轨道，下列说法正确的是()A．离地近的卫星比离地远的卫星运动速率小B．离地近的卫星比离地远的卫星向心加速度小C．上述卫星的角速度均大于地球自转的角速度D．同一轨道上的卫星受到的万有引力大小一定相同5.物理学发展历史中，在前人研究基础上经过多年的尝试性计算，首先发表行星运动的三个定律的科学家是()A．哥白尼B．第谷C．伽利略D．开普勒6.我国的人造卫星围绕地球的运动，有近地点和远地点，由开普勒定律可知卫星在远地点运动速率比近地点的运动速率小，如果近地点距地心距离为R1，远地点距地心距离为R2，则该卫星在远地点运动速率和近地点运动的速率之比为()A．B．C．D．7.已知地球半径为R，将一物体从地面发射至离地面高h处时，物体所受万有引力减少到原来的一半，则h为()A．RB． 2RC．RD．R8.引力波现在终于被人们用实验证实，爱因斯坦的预言成为科学真理.早在70年代就有科学家发现，高速转动的双星可能由于辐射引力波而使星体质量缓慢变小，观测到周期在缓慢减小，则该双星间的距离将()A．变大B．变小C．不变D．可能变大也可能变小9.现代观测表明，由于引力作用，恒星有“聚集”的特点，众多的恒星组成了不同层次的恒星系统，最简单的恒星系统是两颗互相绕转的双星，事实上，冥王星也是和另一星体构成双星，如图所示，这两颗行星m1、m2各以一定速率绕它们连线上某一中心O匀速转动，这样才不至于因万有引力作用而吸引在一起，现测出双星间的距离始终为L，且它们做匀速圆周运动的半径r1与r2之比为3∶2，则()A．它们的角速度大小之比为2∶3B．它们的线速度大小之比为3∶2C．它们的质量之比为3∶2D．它们的周期之比为2∶310.重力是由万有引力产生的，以下说法中正确的是()A．同一物体在地球上任何地方其重力都一样B．物体从地球表面移到空中，其重力变大C．同一物体在赤道上的重力比在两极处小些D．绕地球做圆周运动的飞船中的物体处于失重状态，不受地球的引力二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)根据开普勒定律，我们可以推出的正确结论有()A．人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上B．同一卫星离地球越远，速率越小C．不同卫星，轨道越大周期越大D．同一卫星绕不同的行星运行，的值都相同12.(多选)对于公式m＝，下列说法中正确的是()A．式中的m0是物体以速度v运动时的质量B．当物体的运动速度v>0时，物体的质量m>m0，即物体的质量改变了，故经典力学不再适用C．当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速的速度运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动D．通常由于物体的运动速度很小，故质量的变化引不起我们的感觉．在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化13.(多选)两颗靠得很近的天体称为双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，这样就不至于由于引力作用而吸引在一起，则下述物理量中，与它们的质量成反比的是()A．线速度B．角速度C．向心加速度D．转动半径14.（多选）宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不会因为万有引力的作用而吸引到一起.如图所示，某双星系统中A、B两颗天体绕O 点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比rA∶rB＝1∶2，则两颗天体的()A．质量之比m A∶m B＝2∶1B．角速度之比ωA∶ωB＝1∶2C．线速度大小之比v A∶v B＝1∶2D．向心力大小之比F A∶F B＝2∶1分卷II三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.由于银河系外某双黑洞系统的合并，美国国家科学基金会(NSF)宣布人类首次直接探测到了引力波，印证了爱因斯坦的预言.其实中国重大引力波探测工程“天琴计划”也已经正式启动，“天琴计划”的其中一个阶段就是需要发射三颗地球高轨卫星进行引力波探测，假设我国发射的其中一颗高轨卫星以速度v沿圆形轨道环绕地球做匀速圆周运动，其周期为T，地球半径为R，引力常量为G，根据以上所给条件，试求：(1)地球的质量M.(2)地球的平均密度.(球体体积V＝πR3)16.已知行星的下列数据：引力常量为G.(1)行星表面的重力加速度g；(2)行星半径R；(3)卫星A与行星两球心间的距离r；(4)行星的第一宇宙速度v1；(5)行星附近的卫星绕行星运动的周期T1；(6)卫星A绕行星运动的周期T2；(7)卫星A绕行星运动的速度v2；(8)卫星A绕行星运动的角速度ω.试选取适当的数据估算行星的质量．(要求至少写出三种方法)17.如图是在同一平面不同轨道上同向运行的两颗人造地球卫星.设它们运行的周期分别是T1、T2(T1<T2)，且某时刻两卫星相距最近.问：(1)两卫星再次相距最近的时间是多少？(2)两卫星相距最远的时间是多少？18.经过观察，科学家在宇宙中发现许多双星系统，一般双星系统距离其它星体很远，可以当作孤立系统处理，若双星系统中每个星体的质量都是M，两者相距为L(远大于星体半径)，它们正绕着两者连线的中点做圆周运动．(1)试计算该双星系统的运动周期T计算．(2)若实际观察到的运动周期为T观测，且T观测∶T计算＝1∶(N＞0)，为了解释T观测与T计算的不同，目前有理论认为，宇宙中可能存在观测不到的暗物质，假定有一部分暗物质对双星运动产生影响，该部分物质的作用等效于暗物质集中在双星连线的中点，试证明暗物体的质量M′与星体的质量M之比＝.答案1.【答案】D【解析】发现行星运动定律的科学家是开普勒，故选D.2.【答案】C【解析】卫星绕地球做圆周运动由万有引力提供向心力，据此有G＝mR可得，由此可知，赤道卫星轨道半径是极地卫星轨道半径的4倍，其运行周期是极地卫星周期的8倍，即赤道卫星的周期T2＝8T1＝16 h．因为卫星做圆周运动，相距最近位置根据圆周的对称性可知，有两个位置，其两位置间的时间差为每个卫星周期的，因为极地卫星周期为2 h，其半周期为1 h，赤道卫星周期为16 h，其半周期为8 h，所以在赤道卫星运转＝8 h的过程中，极地卫星运转刚好是4个周期，故由第一次相距最近到第二次相距最近的时间为赤道卫星运转1个周期的时间即t＝16 h．故选C.3.【答案】D【解析】行星b、c的周期分别为5天、18天，均做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律公式＝k，可以求解出轨道半径之比，选项A正确；根据万有引力等于向心力列式，对行星c、d，有G＝ma n，故可以求解出c、d的向心加速度之比，选项B正确；已知c的公转半径和周期，根据牛顿第二定律，有G＝mr，可以求解出红矮星的质量，但不知道红矮星的体积，无法求解红矮星的密度，选项C正确，D错误.4.【答案】C【解析】同步卫星的轨道高度约为 36 000 千米．卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：G ＝m，解得：v＝，故离地近的卫星比离地远的卫星运动速率大；A错误；卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：G＝ma，解得：a＝，故离地近的卫星比离地远的卫星向心加速度大，B错误；卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：G＝mω2r，解得：ω＝.同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，同步卫星的轨道高度约为36 000 千米，卫星分别进入离地200－600 km高的轨道，是近地轨道，故角速度大于地球自转的角速度，C正确；由于卫星的质量不一定相等，故同一轨道上的卫星受到的万有引力大小不一定相等，D错误；故选C.5.【答案】D【解析】哥白尼提出了日心说，第谷对行星进行了大量的观察和记录，开普勒在第谷的观察记录的基础上提出了行星运动的三个定律，选项D正确，A、B、C错误.6.【答案】B【解析】由开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等即rmv＝c(常数)，所以v＝，v近∶v远＝R2∶R1.7.【答案】D【解析】根据万有引力定律，F＝G，F′＝G＝F，可得h＝(－1)R.8.【答案】B9.【答案】B【解析】双星的角速度和周期都相同，故A、D均错；由＝m1ω2r1，＝m2ω2r2，解得m1∶m2＝r2∶r1＝2∶3，C错误．由v＝ωr知，v1∶v2＝r1∶r2＝3∶2，B正确．10.【答案】C【解析】不同的地方，由于重力加速度不同，导致重力不同，在地球表面随着纬度越高，重力加速度越大，则重力越大，所以同一物体在赤道上的重力比在两极处小些故A错误，C正确；物体从地球表面移到空中，重力加速度变小，则重力变小，故B错误；飞船绕地球作匀速圆周运动，受地球的引力提供向心力，故D错误．11.【答案】ABC【解析】由开普勒三定律知A、B、C均正确，注意开普勒第三定律成立的条件是对同一行星的不同卫星，有＝常量．12.【答案】CD【解析】公式中m0是物体的静止质量，m是物体以速度v运动时的质量，A错．由公式可知，只有当v接近光速时，物体的质量变化才明显，一般情况下物体的质量变化十分微小，故经典力学仍然适用，故B错，C、D正确．13.【答案】ACD【解析】双星的角速度相等，根据G＝mr1ω2，G＝Mr2ω2得：m1r1＝Mr2，知它们的质量与转动的半径成反比．线速度v＝rω，则线速度之比等于转动半径之比，所以质量与线速度成反比．故A、D正确，B错误．根据a＝rω2知，角速度相等，则向心加速度之比等于半径之比，质量与半径成反比，则质量与向心加速度成反比．故C正确．14.【答案】AC【解析】双星都绕O点做匀速圆周运动，由两者之间的万有引力提供向心力，角速度相等，设为ω.根据牛顿第二定律，对A星：G＝mAω2rA①对B星：G＝mBω2rB②联立①②得mA∶mB＝rB∶rA＝2∶1.根据双星的条件有：角速度之比ωA∶ωB＝1∶1，由v＝ωr得线速度大小之比v A∶v B＝rA∶rB＝1∶2，向心力大小之比FA∶FB＝1∶1，选项A、C正确，B、D错误.15.【答案】(1)(2)【解析】(1)地球卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得G＝m(R＋h)，v＝.解得M＝(2)ρ＝，地球体积V＝，解得ρ＝.16.【答案】行星的质量为，或和【解析】设行星的质量为M.第一种方法：在行星表面，由重力等于万有引力，得：G＝mg解得：M＝第二种方法：对于行星附近的卫星，根据万有引力等于向心力，得：G＝m可得：M＝第三种方法：对卫星A，根据万有引力等于向心力，得：G＝mω2r解得：M＝答：行星的质量为，或和.17.【答案】(1)(2)(k＝0,1,2，…)【解析】(1)依题意，T1<T2，周期大的轨道半径大，故在外层轨道的卫星运行一周所需的时间长.设经过Δt两卫星再次相距最近.则它们运行的角度之差Δθ＝2π即t－t＝2π解得t＝.(2)两卫星相距最远时，它们运行的角度之差Δθ＝(2k＋1)π(k＝0,1,2，…)即t－t＝(2k＋1)π(k＝0,1,2，…)解得t＝(k＝0,1,2…).18.【答案】(1)T计算＝πL(2)＝【解析】(1)双星均绕它们连线的中点做圆周运动，根据牛顿第二定律得G＝M·①解得T计算＝πL.(2)因为T观测＜T计算，所以双星系统中受到的向心力大于本身的引力，故它一定还受到其它指向中心的力，按题意这一作用来源于暗物质，根据牛顿第二定律得G＋G＝M·②由题意T观测∶T计算＝1∶③将③代入②得，G＋G＝(N＋1)·M·④联立①④，得G＝N·M·⑤联立①⑤，得＝.。
2020_2021学年高中物理第七章机械能守恒定律1_2追寻守恒量__能量功课件新人教版必修2202
所以支持力始终对人做正功,故D正确。
【加固训练】 (多选)如图所示,重物P放在粗糙的水平板OM上,当水平板绕O端缓慢抬高,在重 物P开始滑动之前,下列说法中正确的是 ( ) A.P受到的支持力不做功 B.P受到的支持力做正功 C.P受到的摩擦力不做功 D.P受到的摩擦力做负功 【解析】选B、C。摩擦力时刻与运动方向垂直,不做功,支持力时刻与运动方向 相同,做正功,故选B、C。
您好，谢谢观看！
【规律方法】 计算恒力做功的基本步骤 (1)找出该力的大小。 (2)找出物体相对于地面的位移。 (3)找出该力与位移间的夹角。 (4)代入功的公式W=Flcosα。
【母题追问】 若雪橇(质量为m)在水平雪面上,以加速度a匀加速前进了s的距离,那么情况
又如何?(用两种方法计算总功)
角度2 变力做功
2.正功和负功: 功是_标__量,由W=Flcosα可知: 正功和负功:用线将相应知识连接起来。
3.总功的两种计算方法: (1)先计算每个力对物体所做的功,然后求所有力做功的_代__数__和__。 (2)先求出合力F合,然后由_W_合_=_F_合__lc_o_s_α__计算总功,此时α为F合的方向与l的方向 的夹角。
2.晓敏同学乘电梯上楼,已知从1楼到20楼的过程中经历了先加速,后匀速,再减
速的运动过程,则电梯对人的支持力的做功情况是
()
A.加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功
B.加速时做正功,匀速和减速时做负功
C.加速和匀速时做正功,减速时做负功
D.始终做正功
【解析】选D。在加速、匀速、减速的过程中,支持力与人的位移方向始终相同,
【拓展例题】考查内容:微元法求变力做功
【典例】(多选)如图所示,摆球质量为m,悬线长度为L,把悬线拉到水平位置后
人教版高中物理必修二 第7章第3节功率一等奖优秀课件
F
α
F1
v
P＝vFcosα
P＝FVcos α α是F与V的夹
讨论：对于P=FV
（1）P一定，F∝1/v (汽车上坡，换低档)
（2）V一定,P∝F (汽车上坡，不减速，加油) （3）F一定P ∝V (吊车匀速吊重物，V越大,
P也越大)
例题：
某型号汽车发动机的额定功率为60kW,在水平路面上 行使时受到的阻力是1800N,求发动机在额定功率下汽 车匀速行使的速度.在同样的阻力下,如果行使速度只 有解54：km/h,发动机输出的实际功率是多少?
⑴汽车受到的阻力多大？
⑵3S末汽车的瞬时功率多大？ ⑶汽车维持匀加速运动的时间多长？
典例1 下列说法正确的是
()
A．一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速)，这两个力
在同一段时间内做的功或者都为零，或者大小相等符号相反
B．在同样的时间内，作用力和反作用力的功大小不一
如果马的拉力为300N，求马拉车的功率。
•解: 由于F=300N, S=5 × 1200m=6000m, t=20min=1200s • P=W/t 又W=Fs=FVt •所以马拉车的功率： • P=W/t=FV=300×5=1500 w
分析与讨论
重G=10N的球从离地H=45m高处自由下落,
1.试分析比较它下落的每1秒内重力做功快慢 是否相同?哪1秒内重力做功最快?
2.求下落全过程中重力做功的功率（P 150W）
3.全过程中重力做功的功率是否反映了每小 段时间内重力做功的快慢?
结论：公式 P ＝ tW 反映的是力在某段时间t内做
功的平均快慢,称之为平均功率,当 t 很短很短时，反 映的是力某一时刻做功的瞬时快慢,称之为瞬时功率
2021年高中物理 第七章 知识汇总新人教版必修2
2021年高中物理第七章知识汇总新人教版必修2概念：力和力方向上的(1) 的乘积W=Flcosɑ当0≤ɑ<90°时，W为(2)功公式当ɑ=90°时，W=(3)当90°<ɑ≤180°时，W为(4)过程量：做功的过程是(5) 转化的过程特点功是标量，但是有正、负，正、负功的意义不同重力做功与重力势能的变化：W G =(6) = -ΔE P功能动能定理：W总=(7)关系机械能守恒定律：E P1+E K1=(8)机概念：功跟完成这些功所用(9) 的比值械 P=(10) (平均功率)能功率公式守 P=(11) (平均功率或瞬时功率)定应用：机车启动时P=Fv, P为机车输出功率， F为机车牵引力律动能：E K =(12)机械能重力势能：E P =(13)机势能械能弹性势能: E P =KΔx2/2能能量守恒定律守其他形煤、石油、天然气恒式的能能源定太阳能、地热能、风能、水能、核能律探究功和速度变化的关系实验验证机械能守恒定律核心归纳整合一、功的正、负判断和计算方法1.如何判断力F做功的正、负（1）利用功的计算公式W=Flcosɑ。
此法常用于判断恒力做功的情况。
（2）利用力F与速度v之间的夹角情况来判断。
设其夹角为ɑ，若0≤ɑ<90°，则力F做正功。
若ɑ=90°，则力F不做功。
若90°<ɑ≤180°则力F做负功。
此法常用于曲线运动中功的分析。
（3）从能量角度入手，此法既适用于恒力做功，也适用于变力做功，关键在于能分析清楚能量转化的情况，根据功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体做功，如果系统机械能增加，说明外界对系统做正功，如果系统机械能减少，说明外界对系统做负功。
2.功的计算（1）恒力做功:W=Flcosɑ，ɑ为F 和 l的夹角，此式适用于求解恒力所做的功。
（2）变力做功：①微元法：若物体在变力作用下做曲线运动，我们可以把运动过程分解成很多小段，每一小段可以认为F是恒力，用W=Flcosɑ求出每一小段内力F 做的功，然后累加起来就得到整个过程中变力所作的功。
人教版高一物理必修二第7章 机械能守恒定律习题含答案
2020春人教版物理必修二第7章机械能守恒定律习题含答案必修二第七章机械能守恒定律一、选择题1、如图所示,板长为l,板的B端静放有质量为m的可视为质点的小物体P,物体与板间的动摩擦因数为μ,开始时板水平,若板绕A点缓慢转过一个小角度α的过程中,物体保持与板相对静止,则这个过程中,关于小物体P所受力的做功,以下说法正确的是( )A.重力对P做功为mglsin αB.摩擦力对P做功为μmglcos 2αC.弹力对P做功为mgcos α·lsin αD.板对P做功为mglsin α2、如图所示，电动小车沿斜面从A匀速运动到B，则在运动过程中()A．动能减少，势能增加B．动能不变，势能增加C．动能减少，势能不变D．动能不变，势能减少3、A、B两物体的质量之比mA ∶mB＝2∶1，它们以相同的初速度v在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度图象如图所示．那么，A、B两物体所受摩擦力之比FA ∶FB与A、B两物体克服摩擦力做的功之比WA∶WB分别为( )A．2∶1，4∶1 B．4∶1，2∶1C．1∶4，1∶2 D．1∶2，1∶44、物体从某高处做自由落体运动,以地面为重力势能零势能面,下列所示图象中,能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是( )5、在光滑水平面上,一个物体在恒力F作用下从静止开始加速运动,经过一段时间t,末速度为v。
则( )A.在t时间内力F对物体所做的功为FvtB.在t时间内力F的功率为FvC.在t时刻力F的功率为FvD.在t时刻力F的功率为Fv6、（双选）如图所示，一固定斜面高度为H，质量为m的小物块沿斜面从顶端滑至底端，则物块在此过程中( )A．重力做功大于mgH B．重力做功等于mgHC．重力势能增加了mgH D．重力势能减小了mgH7、如图所示,一轻弹簧一端固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放,让它自由摆下。
不计空气阻力,在重物由A点摆向最低点B的过程中( )A.重力做正功,弹力不做功B.重力做正功,弹力做正功C.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后,重力做正功,弹力不做功D.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后,重力做功不变,弹力不做功8、如图所示,一光滑的水平轨道AB与一光滑的半圆形轨道BCD相接。
高中物理必修二人教版2019第7章万有引力与宇宙航行本章整合
,选项 C 正确。卫星速度 v=
地
,a、b、c
三颗卫星的运行速度大小关系为 va= vb=vc,选项 D 错误。
三、卫星变轨问题
1.卫星变轨的原因
(1)由于对接引起的变轨。
(2)由于空气阻力引起的变轨。
2.卫星变轨的实质
地
(1)当卫星的速度突然增加时,G
二、卫星运行参量的分析
1.四个分析
“四个分析”是指分析人造卫星的加速度、线速度、角速度
和周期与轨道半径的关系。
地
(1)由 G
地
=m ,得 v=
,r 越大,v 越小。
地
地
(2)由 G
=mω2r,得 ω=
地
(3)由 G
=m
r,得 T=2π
所需要的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为
ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所需
要的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地
球静止卫星所需要的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为
v3,角速度为ω3。假设三者质量相等,地球表面的重力加速度
地
地
误。根据万有引力提供向心力,G
=mrω2 得出 ω=
,因为
r1<r3,所以 ω1>ω3,故 B 错误。根据万有引力定律和牛顿第二定
地
律,得 G
确。
=ma,可知在同一位置加速度相同,故 C 错误,D 正
科学思维 1.变轨问题综合性较强,其实质是做匀速圆周运
2021年高一物理人教版必修2课件第七章 10 机械能守恒定律 -pptx
(2)落地时摆球的速度大小. 解析 设摆球落地点为题图中的D点，则摆球由B到D过程中只 有重力做功，机械能守恒.根据机械能守恒定律得 12mvD2－12mvB 2＝mg(H－l) 则 vD＝ vB 2＋2g(H－l)＝ 42＋2×10×(5.8－1.6) m/s＝10 m/s.
典例精析
一、机械能是否守恒的分析 例1 下列运动的物体，机械能守恒的是( ) A.物体沿斜面匀速下滑 B.物体从高处以0.9g的加速度竖直下落 C.物体沿光滑曲面滑下 D.拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升
解析 物体沿斜面匀速下滑时，动能不变，重力势能减 小，所以机械能减小.物体以0.9g的加速度下落时，除重 力外，其他力的合力向上，大小为0.1mg，合力在物体下 落时对物体做负功，物体机械能不守恒.物体沿光滑曲面 滑下时，只有重力做功，机械能守恒.拉着物体沿斜面上 升时，拉力对物体做功，物体机械能不守恒.综上，机械 能守恒的是C项. 答案 C
知识探究
问题设计
(1)如图1所示物体沿光滑斜面下滑，物体的重力势 能如何变化，动能如何变化？当物体以某一初速
度沿着光滑斜面上滑时，物体的重力势能如何变
图1
化，动能如何变化？
答案 下滑时，物体的高度降低了，重力势能减少了.物体的速度 增大了，即物体的动能增加了；上滑时，物体的重力势能增加，
动能减少.
(2)如图2所示在光滑水平面上，被压缩的
解析 题图甲中无论火箭匀速上升还是加速上升，由于 有推力做功，机械能增加，因而机械能不守恒.题图乙中 拉力F做功，机械能不守恒.题图丙中，小球受到的所有 力都不做功，机械能守恒.题图丁中，弹簧的弹力做功， 弹簧的弹性势能转化为两小车的动能，两小车与弹簧组 成的系统机械能守恒. 答案 CD
2020-2021学年人教物理必修2教师用书：第7章 1.追寻守恒量——能量 2.功 Word版含
姓名，年级：时间：1．追寻守恒量——能量2．功[学习目标] 1.［物理观念]知道能量守恒是自然界的重要规律．2。
[物理观念］理解势能、动能的概念，理解功的概念． 3.［科学思维］掌握W＝Fl cos α的适用条件，会用它进行计算．（重点）4。
[科学方法]理解正功、负功的含义,会求多个力的总功．(重点、难点) 5.[科学方法]掌握变力功的求法．一、追寻守恒量—-能量1．伽利略的斜面实验探究过程将小球由斜面A上某位置由静止释放，小球运动到斜面B上现象小球在斜面B上速度变为0时，即到达最高点时的高度与它出发时的高度相同结论这一事实说明某个量是守恒的,在物理学上我们把这个量叫作能量或者能．势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量．3．动能：物体由于运动而具有的能量．4．在伽利略的理想斜面实验中，小球的动能和势能相互转化,但二者的总量是保持不变的．二、功和功的公式1．功的定义一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移,我们就说这个力对物体做了功．2．做功的因素(1)力；(2）物体在力的方向上发生的位移．3．功的公式(1)力F与位移l同向时：W＝Fl。
(2)力F与位移l有夹角α时：W＝Fl cos α，其中F、l、cos α分别表示力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦．（3)各物理量的单位：F的单位是N,l的单位是m,W的单位是N·m，即 J.三、正功、负功、合力的功1．正功和负功α的取值W的取值含义α＝错误!W＝0力F不做功0≤α＜错误!W＞0力F对物体做正功错误!＜α≤πW＜0力F对物体做负功(或说成物体克服力F做功）（1)方法一:几个力对物体做的总功等于各个力分别对物体做功的代数和，即W总＝W1＋W2＋W3＋…＋W n。
（2）方法二：求几个力的总功时，也可以先求这几个力的合力，再应用功的定义式求合外力做的功,即为总功．W合＝F合·l cos α.1．思考判断（正确的打“√”，错误的打“×”）（1)有力作用在物体上，并且物体也发生了位移时,力对物体一定做了功．（×）(2）力对物体不做功，说明物体的位移一定为零．(×)（3）用力推汽车，汽车没动，但推车者累得出汗时,可以说推车者对汽车做功了．（×)(4)因为功有正、负，所以功是矢量．(×）(5）力F1做功10 J,F2做功－15 J，力F1比F2做功少．(√）2．在伽利略的斜面实验中，小球停下来的高度为h1，与它出发时的高度h2相同，我们把这一事实说成是“某个量守恒"，下面说法中正确的是( ）A．小球在运动的过程中速度是守恒的B．小球在运动的过程中高度是守恒的C．小球在运动的过程中动能是守恒的D．小球在运动的过程中能量是守恒的D ［伽利略的斜面实验中,小球的速度、高度、动能都随时间变化，而能量恒定不变，故D正确．]3．如图所示，木块A、B叠放在光滑水平面上，A、B之间不光滑，用水平力F拉B，使A、B一起沿光滑水平面加速运动,设A对B的摩擦力为F1,B对A的摩擦力为F2，则以下说法正确的是（）A．F1对B做负功，F2对A做正功B．F1对B做正功，F2对A不做功C．F2对A做正功，F1对B不做功D．F2对A不做功，F1对A做正功A ［以整体受力分析可知F＝（m A＋m B）a可知，A、B两物体的加速度向右，隔离物体A，通过受力分析可知，B对A的摩擦力F2向右,而A向右运动，由W＝FL可知，F2对A做正功，A对B的摩擦力F1向左，故F1对B做负功,故A正确，B、C、D错误．］对功及其公式的理解1功描述了力的作用效果在空间上的累积，它总与一个具体过程相联系．2．功是标量（对正功和负功的进一步理解)(1）功的正、负不表示方向,功根本就没有方向;（2)正温度比负温度高，但功不是这样，应先取绝对值再比较做功多还是做功少;（3）功的正、负仅表示是动力做功还是阻力做功．3．对公式W＝Fl cos α的理解(1)公式只适用于恒力做功的计算；（2)公式中l是选取地面为参考系时物体的位移；(3）表达式W＝F·l cos α的物理意义是功等于力与沿力F方向的位移的乘积；表达式W＝F cos α·l的物理意义是功等于沿位移方向的力与位移的乘积．【例1】如图所示，小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上,从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力（)A．垂直于接触面，做功为零B．垂直于接触面，做功不为零C．不垂直于接触面，做功为零D．不垂直于接触面，做功不为零B [题目考查了力对物体是否做功的分析，从功的定义来判断，斜面光滑，斜面对小物块的作用力是弹力，因而该力始终与斜面垂直．解法1：根据力和位移的方向夹角判断．在小物块下滑过程中，斜面同时水平向右移动，小物块的位移是从初位置到末位置的有向线段，如图甲所示，弹力对物块做负功．甲解法2：根据力和速度的方向夹角判断．乙在小物块下滑过程中，一方面小物块相对于斜面下滑,有沿斜面向下的分速度v1,同时因为斜面后退，所以物块参与斜面向右的运动,还有水平向右的分速度v2，因此合速度v合的方向如图乙所示，很显然弹力方向与合速度方向夹角大于90°，所以弹力做负功．］判断力做功正、负的方法（1)根据力F和物体位移l方向的夹角α判断——常用于恒力做功的情形．(2)根据力与物体瞬时速度方向的夹角θ判断——常用于曲线运动的情形．如图所示:①若夹角θ是锐角,力做正功．②若夹角θ是钝角，力做负功．③若夹角θ是直角，力不做功．［跟进训练]1．如图所示，两箱相同的货物,现要用电梯将它们从一楼运到二楼，其中图甲是利用扶梯台式电梯运送货物，图乙是用履带式自动电梯运送,假设两种情况下电梯都是匀速地运送货物,下列关于两电梯在运送货物时说法正确的是（）甲乙A．两种情况下电梯对货物的支持力都对货物做正功B．图乙中电梯对货物的支持力对货物做正功C．图甲中电梯对货物的支持力对货物不做功D．图乙中电梯对货物的支持力对货物不做功D [在图甲中，货物随电梯匀速上升时，货物受到的支持力竖直向上,与货物位移方向的夹角小于90°，故此种情况下支持力对货物做正功，C错误；图乙中，货物受到的支持力与履带式自动电梯接触面垂直,此时货物受到的支持力与货物位移垂直，故此种情况下支持力对货物不做功，故A、B错误，D正确．］总功的求法算总功的方法有两种:(1）先求物体所受的合力,再根据公式W合＝F合l cos α求合力的功．（2）先根据W＝Fl cos α，求每个分力做的功W1、W2…W n，再根据W合＝W1＋W2＋…＋W n，求合力的功．即合力做的功等于各个力做功的代数和．【例2】一个质量为m＝2 kg的物体,刚开始处于静止状态,后施加一与水平方向成37°角斜向上方的拉力F的作用,且F＝10 N，在水平地面上移动的距离为s＝2 m，物体与地面间的滑动摩擦力为f＝4.2 N．求：(sin 37°＝0。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2020—2021人教（2019）物理必修第二册第7章万有引力与航天含答案新教材必修第二册第7章万有引力与宇宙航行一、选择题1、日心说的代表人物是()A．托勒密B．哥白尼C．布鲁诺D．第谷2、某行星绕恒星运行的椭圆轨道如图所示，E和F是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，行星在B点的速度比在A点的速度大．则恒星位于（）A. F 点B. A点C. E点D. O点3、牛顿这位科学巨人对物理学的发展做出了突出贡献．下列有关牛顿的表述中正确的是()A．牛顿用扭秤装置测定了万有引力常量B．牛顿通过斜面实验得出自由落体运动位移与时间的平方成正比C．牛顿认为站在足够高的山顶上无论以多大的水平速度抛出物体，物体都会落回地面D．牛顿的“月—地检验”表明地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与行星所受太阳的引力服从相同规律4、随着太空技术的飞速发展,地球上的人们登陆其他星球成为可能。
假设未来的某一天,宇航员登上某一星球后,测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,而该星球的平均密度与地球的差不多,则该星球质量大约是地球质量的( )A.0.5倍B.2倍C.4倍D.8倍5、地球对月球具有相当大的万有引力,而它们却不靠在一起的原因是()A.与被地球吸引在地球表面的人的重力相比,地球对月球的引力还不算大B.由于月球质量太大,地球对月球引力产生的加速度太小,以至观察不到月球的下落C.不仅地球对月球有万有引力,而且太阳系里的其他星球对月球也有万有引力,这些力的合力为零D.地球对月球的万有引力不断改变月球的运动方向,使得月球绕地球做圆周运动6、2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力,能够描述F随h变化关系的图象是()7、冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动．由此可知，冥王星绕O点运动的()A．轨道半径约为卡戎的1 7B．角速度大小约为卡戎的1 7C．线速度大小约为卡戎的7倍D．向心力大小约为卡戎的7倍8、(双选)火星绕太阳运转可看成是匀速圆周运动，设火星运动轨道的半径为r，火星绕太阳一周的时间为T，引力常量为G，则可以知道()A．火星的质量为m火＝4π2r3 GTB．火星的向心加速度a火＝4π2r T2C．太阳的质量为m太＝4π2r3 GT2D．太阳的平均密度ρ太＝3πGT2*9、（双选）关于开普勒行星运动的公式=k，以下理解正确的是（）A. k是一个与中心天体有关的量B. 若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的半长轴为R月，周期为T月，则=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*10、土星的两颗卫星“土卫十”和“土卫十一”环绕土星做圆周运动，它们的质量之比约为3.6∶1，轨道半径近似相等，则土星对“土卫十”和“土卫十一”的万有引力之比约为()A．1∶3.6 B．3.6∶1C. 3.6∶1 D．13∶1*11、要使两物体间的引力减小到原来的,下列方法可行的是( )A.两物体的距离不变,质量各减小为原来的一半B.两物体的距离变为原来的2倍,质量各减为原来的一半C.两物体的质量变为原来的一半,距离也减为原来的一半D.两物体的质量都变为原来的2倍,距离不变12、关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是()①它一定在赤道上空运行②各国发射的同步卫星轨道半径都一样③它运行的线速度一定小于第一宇宙速度④它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间A．①②B．①④C．②④D．①②③13、爱因斯坦的引力理论成就表现在()A．预言和发现了冥王星和海王星B. 水星近日点旋进存在每百年43″的附加值C. 预言了黑洞的存在D. 天体间的引力与半径的平方成反比14、下列说法正确的是()A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人B．卡文迪许测出引力常量的值．让万有引力定律有了实际意义C．相对论和量子力学．否定了经典力学D．天王星是通过计算发现的新天体，被人们称为“笔尖下发现的行星”二、填空、实验题15、两行星的质量是m1、m2，它们绕太阳运行的轨道半长轴分别是R1和R2，则它们的公转周期之比T1：T2=________.16、两颗行星的质量分别为m1和m2，它们绕太阳运动的轨道半径为R1和R2，若m1＝2m2、R1＝4R2，则它们的周期之比T1：T2＝________。
二、计算题类17、假设两行星的质量之比为2∶1，行星绕太阳运行周期之比为1∶2，则两行星的轨道半径之比为________，受太阳的引力之比为________．18、宇宙中二颗相距较近的天体称为双星，他们以中心连线上的某一点位圆心做匀速圆周运动，而不至于因相互之间的引力而吸引到一起，设二者之间的距离为L，质量分别为M1和M2。
（万有引力常量为G）求：（1）它们的轨道半径之比r1：r2（2）线速度之比v1：v2（3）运行周期T。
2020—2021人教（2019）物理必修第二册第7章万有引力与航天及答案新教材必修第二册第7章万有引力与宇宙航行一、选择题1、日心说的代表人物是()A．托勒密B．哥白尼C．布鲁诺D．第谷【答案】B [日心说的代表人物是哥白尼，布鲁诺是宣传日心说的代表人物．] 2、某行星绕恒星运行的椭圆轨道如图所示，E和F是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，行星在B点的速度比在A点的速度大．则恒星位于（）A. F 点B. A点C. E点D. O点【答案】A【解析】根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积．如果时间间隔相等，即t2﹣t1=t4﹣t3，那么面积A=面积B，由此可知，弧长t1t2＞弧长t3t4则v A＞V B 即行星在在近日点A的速率最大，远日点B的速率最小，故A正确，BCD错误．3、牛顿这位科学巨人对物理学的发展做出了突出贡献．下列有关牛顿的表述中正确的是()A．牛顿用扭秤装置测定了万有引力常量B．牛顿通过斜面实验得出自由落体运动位移与时间的平方成正比C．牛顿认为站在足够高的山顶上无论以多大的水平速度抛出物体，物体都会落回地面D．牛顿的“月—地检验”表明地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与行星所受太阳的引力服从相同规律解析：卡文迪许用扭秤装置测定了万有引力常量，A选项错误：伽利略通过斜面实验得出自由落体运动位移与时间的平方成正比，B选项错误；如果抛出速度足够大，物体不会落回地面，将绕地球运动，成为人造地球卫星，C选项错误；牛顿的“月—地检验”表明地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与行星所受太阳的引力服从相同规律，D选项正确．答案：D4、随着太空技术的飞速发展,地球上的人们登陆其他星球成为可能。
假设未来的某一天,宇航员登上某一星球后,测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,而该星球的平均密度与地球的差不多,则该星球质量大约是地球质量的( )A.0.5倍B.2倍C.4倍D.8倍【答案】D5、地球对月球具有相当大的万有引力,而它们却不靠在一起的原因是()A.与被地球吸引在地球表面的人的重力相比,地球对月球的引力还不算大B.由于月球质量太大,地球对月球引力产生的加速度太小,以至观察不到月球的下落C.不仅地球对月球有万有引力,而且太阳系里的其他星球对月球也有万有引力,这些力的合力为零D.地球对月球的万有引力不断改变月球的运动方向,使得月球绕地球做圆周运动解析:地球对月球的引力远大于地球对在地球表面的人的吸引力,A错误;月球所受到的万有引力主要来自于地球,太阳系里的其他星球对月球也有万有引力,可忽略,C错误;地球对月球的万有引力为月球做圆周运动提供向心力,B错误,D正确。
【答案】D6、2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力,能够描述F随h变化关系的图象是()解析:根据万有引力定律可得F=,探测器与地球表面的距离h越大,它所受的地球引力F越小,故D正确。
【答案】D7、冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O 做匀速圆周运动．由此可知，冥王星绕O 点运动的( ) A ．轨道半径约为卡戎的17 B ．角速度大小约为卡戎的17 C ．线速度大小约为卡戎的7倍 D ．向心力大小约为卡戎的7倍解析：由万有引力提供向心力可知D 错，角速度相同B 错． 设两星相距L ，冥王星的轨道半径为r ，卡戎的轨道半径为L －r. 万有引力提供向心力有G MmL 2＝7m v 12r ① G MmL 2＝m v 22L －r ②可得⎝ ⎛⎭⎪⎫v 1v 22＝r 7（L －r ） ③根据v ＝ωr 可知v 1v 2＝rL －r④联立③④可得r ＝L 8所以卡戎星半径为：L －r ＝7L8 答案：A8、(双选)火星绕太阳运转可看成是匀速圆周运动，设火星运动轨道的半径为r ，火星绕太阳一周的时间为T ，引力常量为G ，则可以知道( ) A ．火星的质量为m 火＝4π2r 3GTB ．火星的向心加速度a 火＝4π2rT 2C ．太阳的质量为m 太＝4π2r 3GT 2D ．太阳的平均密度ρ太＝3πGT 2【解析】火星绕太阳运转可看成是匀速圆周运动，则G m 太m 火r 2＝m 火4π2T 2r ，解得m 太＝4π2r 3GT 2，只能求出中心天体的质量，不能求环绕天体的质量，故A 项错误，C 项正确．火星运动轨道的半径为r ，火星绕太阳一周的时间为T ，则火星的向心加速度a火＝4π2T2r，故B项正确．设太阳半径为R，则太阳的平均密度ρ＝m太43πR 3，解得ρ＝3πr3GT2R3，因R与火星运动轨道的半径r不相等，故D项错误．【答案】BC*9、（双选）关于开普勒行星运动的公式=k，以下理解正确的是（）A. k是一个与中心天体有关的量B. 若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的半长轴为R月，周期为T月，则=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【答案】AD【解析】A、=k，其中k与中心天体质量有关，故A正确；B、=k，其中k与中心天体质量有关，不同的中心天体，k值不同，若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的半长轴为R月，周期为T月，则≠ ，故B错误；C、=k，其中T表示行星运动的公转周期，故C错误，D正确；*10、土星的两颗卫星“土卫十”和“土卫十一”环绕土星做圆周运动，它们的质量之比约为3.6∶1，轨道半径近似相等，则土星对“土卫十”和“土卫十一”的万有引力之比约为()A．1∶3.6 B．3.6∶1C. 3.6∶1 D．13∶1解析：根据万有引力定律可得，两星所受土星的万有引力之比是GMm1r2∶GMm2r2＝m1∶m2＝3.6∶1，故选B.答案：B*11、要使两物体间的引力减小到原来的,下列方法可行的是( )A.两物体的距离不变,质量各减小为原来的一半B.两物体的距离变为原来的2倍,质量各减为原来的一半C.两物体的质量变为原来的一半,距离也减为原来的一半D.两物体的质量都变为原来的2倍,距离不变【答案】A12、关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是()①它一定在赤道上空运行②各国发射的同步卫星轨道半径都一样③它运行的线速度一定小于第一宇宙速度④它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间A．①②B．①④C．②④D．①②③解析：同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上空圆形轨道，轨道固定不变，故①正确；因为同步卫星要和地球自转同步，所以同步卫星周期T为一定值，根据F＝G mMr2＝mr4π2T2，因为T为一定值，所以r也为一定值，所以同步卫星距离地面的高度是一定值，故②正确；第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据v的表达式可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故③正确；由③分析知④错误，故选D.答案：D13、爱因斯坦的引力理论成就表现在()A．预言和发现了冥王星和海王星B. 水星近日点旋进存在每百年43″的附加值C. 预言了黑洞的存在D. 天体间的引力与半径的平方成反比【答案】BC【解析】英国科学家亚当斯和法国科学家勒威耶分别发现了海王星和冥王星，故A错误；爱因斯坦根据广义相对论计算出水星近日点旋进存在每百年43″的附加值，B正确；黑洞是爱因斯坦的广义相对论中预言的一种特殊天体，C正确；天体间的引力与半径的平方成反比是由牛顿提出的，D正确。