人教版高中物理必修二万有引力定律及天体运动答案

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高中物理(新人教版)必修第二册同步习题：万有引力定律(同步习题)【含答案及解析】

第七章万有引力与宇宙航行2 万有引力定律基础过关练题组一对太阳与行星间引力的理解1.(多选)根据开普勒行星运动定律和圆周运动知识知:太阳对行星的引力F ∝mr 2,行星对太阳的引力F'∝Mr2,其中M 、m 、r 分别为太阳、行星的质量和太阳与行星间的距离。

下列说法正确的是( ) A.由F ∝mr2和F'∝Mr2知F ∶F'=m ∶MB.F 和F'大小相等,是一对作用力与反作用力C.F 和F'大小相等,是同一个力D.太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力2.(多选)关于太阳与行星间的引力,下列说法中正确的是( )A.由于地球比木星离太阳近,所以太阳对地球的引力一定比对木星的引力大B.行星绕太阳沿椭圆轨道运动时,在从近日点向远日点运动时所受引力变小C.由F=GM 太m r 2可知G=Fr 2M 太m,由此可见G 与F 和r 2的乘积成正比,与M 太和m 的乘积成反比D.行星绕太阳运动的椭圆轨道可近似看成圆轨道,行星做圆周运动的向心力来源于太阳对行星的引力题组二对万有引力定律的理解3.(2020河北唐山十一中高二上期中)(多选)关于物体间的万有引力的表达式F=Gm 1m 2r 2,下列说法正确的是( )A.公式中的G 是引力常量,它是由实验得出的,而不是人为规定的B.当两物体间的距离r 趋于零时,万有引力趋于无穷大C.两个物体间的万有引力总是大小相等的,而与m 1和m 2是否相等无关D.两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相反的,是一对平衡力4.(2019北京东城高一上期末)两个质点之间万有引力的大小为F,如果将这两个质点之间的距离变为原来的2倍,那么它们之间万有引力的大小变为( ) A.2FB.4FC.F2D.F45.(2019广东佛山高一下期中)如图所示,O1、O2两球间的距离为r,两球的质量分布均匀,大小分别为m1、m2,半径分别为r1、r2,则两球间的万有引力大小为( )A.G m1m2r2B.G m1m2r12C.G m1m2(r1+r2)2D.G m1m2(r1+r2+r)26.(2019福建泉州高一下期末)(多选)要使两物体间的万有引力减小到原来的14,下列办法可采用的是( )A.使两物体的质量各减小一半,距离不变B.使其中一个物体的质量减小到原来的14,距离不变C.使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变D.使两物体间的距离和它们的质量都减为原来的14题组三万有引力和重力的关系7.关于万有引力F=G m1m2r2和重力,下列说法正确的是( )A.公式中的G是一个比例常数,没有单位B.到地心距离等于地球半径2倍处的重力加速度为地面重力加速度的14C.相互作用的两物体受到的万有引力是一对平衡力D.若两物体的质量不变,它们间的距离减小到原来的一半,它们间的万有引力也变为原来的一半8.(2020浙江杭州余杭第二高级中学高一下月考)设地球表面的重力加速度为g0,物体在距离地球表面3R(R是地球的半径)处,由于地球的作用而产生的加速度为g,则gg0为( )A.1B.19C.14D.1169.(2020四川石室中学高三期中)研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。

高中物理课件万有引力定律与天体运动

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相同，它们做匀速圆周运动的向心力由它们之间的万有引力提
供，所以两天体与它们的圆心总是在一条直线上．
设两者的圆心为 O 点，轨道半径分别为 R1 和 R2，如图所示．对两天体，由万有引力定律可分别列出
GmL1m2 2＝m1ω2R1
①
GmL1m2 2＝m2ω2R2
②
所以R1＝m2，所以v1＝R1ω＝R1＝m2，
发现的第2 752号小行星命名为吴健雄星，该小行
星的半径为16 km.若将此小行星和地球均看成质量
本分布均匀的球体，小行星密度与地球相同．已知地
课栏目
球半径R＝6 400 km，地球表面重力加速度为g.这
个小行星表面的重力加速度为
B
开关

(
)
A．400g
1 B.400g
C．20g
1 D.20g
关 3．适用条件
公式适用于_质__点__间的相互作用．当两物体间的距离远大于
物体本身的大小时，物体可视为质点；均匀的球体可视为
质点，r是_两__球__心__间的距离；对一个均匀球体与球外一个质
点的万有引力的求解也适用，其中r为球心到___质__点间的距
离．
课堂探究·突破考点
第5课时
考点一天体产生的重力加速度问题
【例1 】某星球可视为球体，其自转周期为T，在它的两极
处，用弹簧秤测得某物体重为P，在它的赤道上，用弹簧秤
本测得同一物体重为0.9P，则星球的平均密度是多少？
课栏目
在两极
P
GMm R2
开关
在赤道上
P
0.9P
mR
4 2
T2
密度
M

(文末附答案)人教版2022年高中物理万有引力与航天常考点

(每日一练)(文末附答案)人教版2022年高中物理万有引力与航天常考点单选题1、关于地球的同步卫星，下列说法正确的是（）A．地球同步卫星可以是极地卫星B．我国发射的同步通讯卫星可以定点在北京上空C．它的周期、高度、速度大小都是一定的D．它的线速度大于近地卫星线速度2、宇宙飞船正在离地面高H2R地的轨道上做匀速圆周运动，R地为地球的半径，飞船内一弹簧秤下悬挂一质量为m的重物，g为地球表面处重力加速度，则下列说法正确的是（）A．物体受力平衡B．弹簧秤的示数为零C．弹簧秤的示数为19mg D．物体受到的重力为14mg3、2021年5月15日，我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，这标志着我国对火星探测的重大突破。

若探测器着陆火星后以10m/s的初速度竖直向上射出一小球，经4.5s后小球落回探测器内。

已知火星的半径为地球半径的一半，且其表面空气非常稀薄，气体阻力忽略不计，地球表而重力加速度g取10m/s2。

则（）A．火星的密度与地球的密度之比为8:9B．火星的密度与地球的密度之比为3:2C．忽略地球及火星的自转，小球在火星表面所受重力与在地球表面所受重力大小之比为9:4D．忽略地球及火星的自转，小球在火星表面所受重力与在地球表面所受重力大小之比为3:24、2021年5月22日，中国首辆火星车“祝融号”已安全驶离着陆平台，到达火星表面（如图），开始巡视探测。

已知“祝融号”在地球表面所受万有引力大小是在火星表面的a倍，地球的第一宇宙速度是火星的b倍。

假设地球和火星均为质量分布均匀的球体，不考虑地球和火星的自转，则地球与火星密度的比值为（）A．a2b2B．a2bC．ab2D．ab25、2016年12月22日，我国成功发射了国内首颗全球二氧化碳监测科学实验卫星（以下简称“碳卫星”）。

如图所示，设“碳卫星”在半径为R的圆周轨道上运行，经过时间t，通过的弧长为s，已知引力常数为G，下列说法正确的是（）A．“碳卫星”内的物体处于平衡状态B．“碳卫星”的运行速度大于7.9km/sC．“碳卫星”的发射速度大于11.2km/sD．可算出地球质量为s2RGt26、目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。

万有引力定律在天体运动问题中的应用模型 (含答案)(5)

万有引力定律在天体运动问题中的应用模型大连市物理名师工作室门贵宝1、一个简化模型：一颗环绕天体绕一颗中心天体做近似的匀速圆周运动。

如图所示：中心天体的质量为M ，半径为R ，表面重力加速度为g ；环绕天体的质量为m ，环绕速度（线速度）为v ，角速度为ω，环绕周期为T ，轨道半径为r ，环绕天体可看成质点。

2、一个核心方程：环绕天体做匀速圆周运动所需的向心力由中心天体对它的万有引力提供。

r v mrMm G 22= 或 22ωmr rMm G = 3、两组常用推论：第一组：环绕速度与轨道半径的关系rGMv = 3r GM =ω第二组：轨道半径和环绕周期的关系2234πGM T r =2324GT r M π=4、两个常用近似：当研究中心天体表面问题或近天体表面环绕问题时，有以下两个近似关系：r R =mg R MmG =2mRT )M ( g )5、综合“金三角”关系圈：6、“人造地球同步卫星”问题：地球同步卫星的特点是它绕地轴运转的角速度与地球自转的角速度相同，同步卫星轨道是（“椭圆”、“圆 ” ），为（赤道轨道、极地轨道、顺行轨道、逆行轨道）；其高度一定，约为36000Km ，环绕速度一定，约为 3100m ∕s 。

同步卫星的发射，通常都采用变轨发射的方法。

要实现全球通信，至少需发射三颗地球同步卫星且对称分布在同一轨道上。

7、 “嫦娥1号”奔月问题：一般环绕问题天体表面问题近天体表面环绕问题rGM v =2234πGM T r =2RGM g =mggRv =)(22ωmr rv m 2rMmG8、“神舟八号”与“天宫一号”的对接问题： 9、“双星”问题：针对训练1.人造地球卫星的轨道半径越大，则（ B ） A .速度越小，周期越小 B .速度越小，周期越大 C .速度越大，周期越小 D .速度越大，周期越大2.两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它们的质量相等，轨道半径之比r 1/r 2＝2，则它们动能之比E 1/E 2等于（ C ） A . 2 B .1 C . 1/2 D . 43.已知引力常量G 、月球中心到地球中心的距离R 和月球绕地球运行的周期T 。

高一物理必修二天体运动公式应用教案及练习有答案)

天体运动公式应用【知识点整理】一.开普勒运动定律（轨道、面积、比值）二.万有引力定律(1)内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。

(2)公式：F ＝G 221rmm ,其中2211/1067.6kg m N G ⋅⨯=-，（称为为有引力恒量，由卡文特许扭称实验测出）。

(3)适用条件：严格地说公式只适用于质点间的相互作用，当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也可近似使用，但此时r 应为两物体重心间的距离．对于均匀的球体,r 是两球心间的距离．说明:(1)对万有引力定律公式中各量的意义一定要准确理解，尤其是距离r 的取值，一定要搞清它是两质点之间的距离. 质量分布均匀的球体间的相互作用力，用万有引力公式计算，式中的r 是两个球体球心间的距离．(2)不能将公式中r 作纯数学处理而违背物理事实，如认为r→0时，引力F→∞，这是错误的，因为当物体间的距离r→0时，物体不可以视为质点，所以公式F ＝Gm 1m 2r2就不能直接应用计算．(3)物体间的万有引力是一对作用力和反作用力，总是大小相等、方向相反的，遵循牛顿第三定律，因此谈不上质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力，更谈不上相互作用的一对物体间的引力是一对平衡力．注意：万有引力定律把地面上的运动与天体运动统一起来，是自然界中最普遍的规律之一，式中引力恒量G 的物理意义是：G 在数值上等于质量均为1千克的两个质点相距1米时相互作用的万有引力．【例题分析】1．下列说法符合史实的是（ C ） A ．牛顿发现了行星的运动规律 B ．开普勒发现了万有引力定律 C ．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量 D ．牛顿发现了海王星和冥王星2．关于开普勒行星运动的公式23TR ＝k ，以下理解正确的是（ AD ）A ．k 是一个与行星无关的常量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长半轴为R 月，周期为T 月，则2323月月地地T R T R =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3.下列关于万有引力定律说法正确的是( ABD )A.万有引力定律是牛顿发现的B.万有引力定律适用于质点间的相互作用C.221r m m GF =中的G 是一个比例常数，没有单位 D.两个质量分布均匀的球体, r 是两球心间的距离 4.如图6-2-1所示，两球的半径远小于R ，而球质量均匀分布，质量为1m 、2m ，则两球间的万有引力大小为（ D ）A ．2121R m m G B.2221R m m GC.()22121R R m m G+ D.()22121R R R m m G++5.引力常量很小，说明了（ C ）A.万有引力很小B.万有引力很大C.很难观察到日常接触的物体间有万有引力，是因为它们的质量很小D.只有当物体的质量大到一定程度时，物体之间才有万有引力 6.下列关于万有引力定律的适用范围说法正确的是（ D ）A.只适用于天体，不适用于地面物体B.只适用于质点，不适用于实际物体C.只适用于球形物体，不适用与其他形状的物体D.适用于自然界中任意两个物体之间 7.如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ D ）A.行星同时受到太阳的万有引力和向心力B.行星受到太阳的万有引力，行星运动不需要向心力C.行星受到太阳的万有引力与它运动的向心力不等D.行星受到太阳的万有引力，万有引力提供行星圆周运动的向心力8.苹果落向地球,而不是地球向上运动碰到苹果,产生这个现象的原因是( )A.由于地球对苹果有引力，而苹果对地球没有引力造成的B.由于苹果质量小，对地球的引力小，而地球质量大，对苹果的引力大造成的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9.要使两物体间万有引力减小到原来的1/4,可采取的方法是( ABC )A 使两物体的质量各减少一半,距离保持不变B 使两物体间距离变为原来的2倍,质量不变C 使其中一个物体质量减为原来的1/4,距离不变D 使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的1/4三．万有引力定律的应用1R 2RR 图6-2-11、解决天体(卫星)运动问题的两种基本思路:一、把天体(或人造卫星)的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供，即222224T r m r m r v m ma r Mm G πω====向二、是地球对物体的万有引力近似等于物体的重力，即mg RMm G =2从而得出2gR GM = (黄金代换) 2、卫星的绕行角速度、周期与高度的关系: （1）由()()22mMv Gmr h r h =++，得()GMv r h =+，∴当h ↑，v ↓ （2）由G()2h r mM+=m ω2（r+h ），得ω=()3h r GM+，∴当h ↑，ω↓（3）由G ()2h r mM+()224m r h T π=+，得T=()GM h r 324+π ∴当h ↑，T ↑【例题分析】1、海王星的公转周期约为5.19×109s ，地球的公转周期为3.16×107s ，则海王星与太阳的平均距离约为地球与太阳的平均距离的多少倍？ 646倍2、有一颗太阳的小行星，质量是1.0×1021kg ，它的轨道半径是地球绕太阳运动半径的2.77倍，求这颗小行星绕太阳一周所需要的时间。

高中物理(新人教版)必修第二册课后习题：万有引力定律(课后习题)【含答案及解析】

第七章万有引力与宇宙航行万有引力定律课后篇巩固提升合格考达标练1.月球在如图所示的轨道上绕地球运行,近地点、远地点受地球的万有引力分别为F1、F2,则F1、F2的大小关系是()A.F1<F2B.F1>F2C.F1=F2D.无法确定,当两物体的质量确定时,引力与物体之间的距离的二次方成反比,有F1>F2,选项B正确。

2.关于万有引力定律,下列说法正确的是()A.牛顿是在开普勒揭示的行星运动规律的基础上,发现了万有引力定律,因此万有引力定律仅适用于天体之间B.卡文迪什首先用实验比较准确地测定了引力常量G的数值C.两物体各自受到对方引力的大小不一定相等,质量大的物体受到的引力也大D.万有引力定律对质量大的物体适用,对质量小的物体不适用,A、D错误;根据物理学史可知卡文迪什首先用实验比较准确地测定了引力常量G的数值,B正确;两物体各自受到对方的引力遵循牛顿第三定律,大小相等,C错误。

3.根据万有引力定律,两个质量分别是m1和m2的物体,它们之间的距离为r时,它们之间的吸引力大,式中G是引力常量,若用国际单位制的基本单位表示G的单位应为()小为F=Gm1m2r2A.kg·m/s2B.N·kg2/m2C.m3/(s2·kg)D.m2/(s2·kg2)m、距离r、力F的基本单位分别是kg、m、kg·m/s2,根据万有引力定律,得到用国际单位制的基本单位表示G的单位为m3/(s2·kg),选项C正确。

F=Gm1m2r24.图甲是用来“显示桌(或支持)面的微小形变”的演示实验;图乙是用来“测量万有引力常量”的实验。

由图可知,两个实验共同的物理思想方法是( )A.极限的思想方法B.放大的思想方法C.控制变量的思想方法D.猜想的思想方法5.地球对月球具有相当大的引力,可它们没有靠在一起,这是因为( )A.不仅地球对月球有引力,月球对地球也有引力,这两个力大小相等,方向相反,互相抵消了B.不仅地球对月球有引力,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,使得月球围绕地球做圆周运动,作用在两个物体上,不能互相抵消,选项A 错误;地球对月球的引力提供了月球绕地球做圆周运动的向心力,从而不断改变月球的运动方向,选项B 、C 错误,D 正确。

高中物理必修二72万有引力定律(解析版)

7.2 万有引力定律【学习目标】1. 了解万有引力定律得出的思维过程，知道地球上物体下落与天体运动的统一性..2.理解万有引力定律的含义，知道万有引力定律的适用范围和适用条件，会用万有引力定律解决相关引力计算问题. 3.了解引力常量G. 【知识要点】一、万有引力定律1．万有引力定律的表达式：F ＝G m 1m 2r 2.2．万有引力的特性(1)普遍性：万有引力存在于宇宙中任何两个有质量的物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间)． (2)相互性：两个物体间相互作用的引力是一对作用力和反作用力，符合牛顿第三定律．(3)宏观性：天体间万有引力很大，它是支配天体运动的原因．地面物体间、微观粒子间的万有引力很小，不足以影响物体的运动，故常忽略不计． 3．万有引力公式的适用条件 (1)两个质点间．(2)两个质量分布均匀的球体间，其中r 为两个球心间的距离．(3)一个质量分布均匀的球体与球外一个质点间，r 为球心到质点的距离． 4．引力常量G ＝6.67×10－11N·m 2/kg 2(1)物理意义：引力常量在数值上等于两个质量都是1 kg 的质点相距1 m 时的相互吸引力． (2)引力常量测定的意义卡文迪许利用扭秤装置通过改变小球的质量和距离，得到了G 的数值及验证了万有引力定律的正确性．引力常量的确定使万有引力定律能够进行定量的计算，显示出真正的实用价值．二、万有引力和重力的关系1．万有引力和重力的关系：如图所示，设地球的质量为M ，半径为R ，A 处物体的质量为m ，则物体受到地球的吸引力为F ，方向指向地心O ，由万有引力公式得F ＝G Mm r2.引力F 可分解为F1、F2两个分力，其中F1为物体随地球自转做圆周运动的向心力F 向，F2就是物体的重力mg.2．近似关系：如果忽略地球自转，则万有引力和重力的关系：mg ＝GMmR 2，g 为地球表面的重力加速度．3．重力与高度的关系：若距离地面的高度为h ，则mg ′＝G Mm(R ＋h )2(R 为地球半径，g′为离地面h 高度处的重力加速度)．所以距地面越高，物体的重力加速度越小，则物体所受的重力也越小．【题型分类】题型一、对万有引力定律的理解例1 对于质量为m 1和质量为m 2的两个物体间的万有引力的表达式F ＝G m 1m 2r 2，下列说法正确的是( )A ．公式中的G 是引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的B ．当两物体间的距离r 趋于零时，万有引力趋于无穷大C ．m 1和m 2所受引力大小总是相等的，而与m 1、m 2是否相等无关D ．两个物体间的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力解析引力常量G 值是由英国物理学家卡文迪许运用构思巧妙的扭秤实验测定出来的，而不是像牛顿第二定律表达式中的k 那样是人为规定的，所以选项A 正确．当两物体间的距离r 趋近于零时，物体就不能再视为质点，万有引力定律就不再适用，所以不能得出此时万有引力趋于无穷大的结论，选项B 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 【同类练习】1.下面关于行星与太阳间的引力的说法中，正确的是( ) A ．行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力 B ．行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关 C ．太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力D ．行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星和太阳的距离成反比答案 A解析行星对太阳的引力和太阳对行星的引力是一对作用力和反作用力，它们的关系是等值、反向、同性质，故选项A 正确，选项C 错误；行星对太阳的引力F ＝G Mmr2，故选项B 、D 错误． 2．对于万有引力定律的表达式122m m F Gr ,下列说法正确的是( ) A ．公式中G 为引力常量,它是由牛顿通过实验测得的 B ．当r 趋于零时,万有引力趋于无穷大C ．质量为m 1、m 2的物体之间的引力是一对平衡力D ．质量为m 1、m 2的物体之间的引力总是大小相等的【答案】D 【解析】卡文迪许通过扭秤实验测出万有引力常量，故A 错误；当物体之间的距离r 趋于零时，物体不能简化为质点，万有引力公式不再适用，引力不会趋于无穷大，故B 错；质量为m 1、m 2的物体之间的引力是一对作用力与反作用力，大小总是相等，故C 错，D 对。

高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试（含答案解析）（2）

一、选择题1．对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，下列说法错误的是（）A．卫星做匀速圆周运动的向心力是由地球对卫星的万有引力提供的B．轨道半径越大，卫星线速度越大C．轨道半径越大，卫星线速度越小D．同一轨道上运行的卫星，线速度大小相等2．设两个行星A和B各有一个卫星a和b，且两卫星的圆轨道均很贴近行星表面。

若两行星的质量比M A:M B=p，两行星的半径比R A：R B=q，那么这两个卫星的运行周期之比T a：T b 应为（）A．12q p B．12qqpC．12ppqD．12()p q3．如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从北纬60的正上方按图示方向第一次运行到南纬60的正上方时所用时间为1h，则下列说法正确的是（）A．该卫星的运行速度—定大于7.9km/sB．该卫星与同步卫星的运行半径之比为1:4C．该卫星与同步卫星的运行速度之比为1:2D．该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能4．如图，a、b、c三颗卫星绕地球做匀速圆周运动，已知m a>m b，则下列说法正确的是（）A．a、b受到的万有引力大小相等B．a的向心加速度小于b的向心加速度C．a的周期大于c的周期D．a的线速度大于c的线速度5．通过观察冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。

假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。

这两个物理量可以是（）A．卫星的质量和线速度B．卫星的质量和轨道半径C．卫星的质量和角速度D．卫星的运行周期和轨道半径6．1789年英国物理学家卡文迪许测出引力常量G，因此卡文迪许被人们称为“能称出地球质量的人”。

若已知引力常量为G，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，地球上一个昼夜的时间为1T（地球自转周期），一年的时间为2T（地球公转周期），地球中心到月球中心的距离为1L，地球中心到太阳中心的距离为2L。

下列说法正确的是（）A．由以上数据不能求出地球的质量B．由以上数据不能求出太阳的质量C．由以上数据不能求出月球的质量D．由题中数据可求月球的密度7．我国在2020年发射了一颗火星探测卫星，预计2021年7月之前落到火星，对火星展开环绕勘探。

2020—2021学年高一下学期物理人教版必修二第6章万有引力与航天含答案

2020—2021物理（人教）必修二第6章万有引力与航天含答案必修二第6章万有引力与航天一、选择题1、下述说法中正确的有()A．一天24 h，太阳以地球为中心转动一周是公认的事实B．由开普勒定律可知，各行星都分别在以太阳为圆心的各圆周上做匀速圆周运动C．太阳系的八颗行星中，水星离太阳最近，由开普勒第三定律可知其运动周期最小D．月球也是行星，它绕太阳一周需一个月的时间2、（双选）开普勒关于行星运动规律的表达式为，以下理解正确的是( )A. k是一个与行星无关的常量B. a代表行星的球体半径C. T代表行星运动的自转周期D. T代表行星绕太阳运动的公转周期3、下列关于万有引力的说法正确的是()A．万有引力定律是卡文迪许发现的B．F＝G m1m2r2中的G是一个比例常数，是没有单位的C．万有引力定律只是严格适用于两个质点之间D．两物体引力大小与质量成正比，与两物体间距离平方成反比4、第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折,牛顿在他们研究的基础上,得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律。

下列有关万有引力定律的说法中不正确的是 ( )A.开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆B.太阳与行星之间引力的规律不适用于行星与它的卫星C.卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值D.牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识5、如图所示,两球间距离为r,半径分别为r1,r2,而球质量分布均匀,大小分别为m1,m2,则两球间的万有引力的大小为()A.GB.GC.GD.G6、一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上．已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为()A. B. C. D.7、(双选)1798年英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G，因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人．若已知万有引力常量为G，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，地球上一个昼夜的时间为T1(地球自转周期)，一年的时间为T2(地球公转的周期)，地球中心到月球中心的距离为L1，地球中心到太阳中心的距离为L2.你能计算出()A．地球的质量m地＝gR2 GB．太阳的质量m太＝4π2L23 GT22C．月球的质量m月＝4π2L13 GT12D．可求月球、地球及太阳的密度8、(双选)组成星球的物质是靠吸引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率．如果超过了该速率，则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＝2πR3GM B．T＝2π3R3GMC．T＝πρGD．T＝3πρG*9、（双选）下列说法正确的是（）A. 地球是一颗绕太阳运动的行星B. 关于天体运动的日心说和地心说都是错误的C. 太阳是静止不动的，地球和其它行星都在绕太阳转动D. 地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其它行星却绕地球转动*10、英国《新科学家(NewScientist)》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJl650—500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R约45km，质量M和半径R的关系满足MR＝c22G(其中c为光速，c＝3×108 m/s，G为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为()A．108 m/s2B．1010 m/s2C．1012 m/s2D．1014 m/s2*11、(多选)哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆,下列说法中正确的是( )A.彗星在近日点的速率大于在远日点的速率B.彗星在近日点的向心加速度大于它在远日点的向心加速度C.若彗星的周期为75年,则它的半长轴是地球公转半径的75倍D.彗星在近日点的角速度大于它在远日点的角速度*12、地球的质量是月球质量的81倍,若地球吸引月球的力为F,则月球吸引地球的力的大小为()A. B.F C.9F D.81F13、(多选)可以发射一颗这样的人造卫星，使其圆轨道()A．与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面的同心圆B．与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面的同心圆C．与地球表面上赤道线是共面的同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D．与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对地球是运动的14、在日常生活中，我们并没有发现物体的质量随物体运动速度的变化而变化，其原因是()A．运动中的物体，其质量无法测量B．物体的速度远小于光速，质量变化极小C．物体的质量太大D．物体质量并不随速度变化而变化15、（多选）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带，假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动，下列判断正确的是()A．小行星带内的小行星都具有相同的角速度B．小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度C．各小行星绕太阳运动的周期均大于一年D．要从地球发射卫星探测小行星带，发射速度应大于地球的第二宇宙速度二、填空题16、“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行，标志着我国探月工程的第一阶段已经完成．设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动，它距月球表面的高度为h，已知月球的质量为M、半径为R，引力常量为G，则卫星绕月球运动的向心加速度a=________，线速度v=________．二、计算题类17、假设火星和地球都是球体，火星的质量M火与地球的质量M地之比M火M地＝p，火星的半径R火与地球的半径R地之比R火R地＝q，求它们表面处的重力加速度之比．18、宇航员站在一星球表面上的某高处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t，球落到星球表面，小球落地时的速度大小为v．已知该星球质量均匀，半径为R，引力常量为G，求：（1）小球落地时竖直方向的速度v y的值（2）该星球的质量M的值（3）若该星球有一颗卫星，贴着该星球的质量M的值做匀速圆周运动，求该卫星的周期T．2020—2021物理（人教）必修二第6章万有引力与航天含答案必修二第6章万有引力与航天一、选择题1、下述说法中正确的有()A．一天24 h，太阳以地球为中心转动一周是公认的事实B．由开普勒定律可知，各行星都分别在以太阳为圆心的各圆周上做匀速圆周运动C．太阳系的八颗行星中，水星离太阳最近，由开普勒第三定律可知其运动周期最小D．月球也是行星，它绕太阳一周需一个月的时间【答案】C2、（双选）开普勒关于行星运动规律的表达式为，以下理解正确的是( )A. k是一个与行星无关的常量B. a代表行星的球体半径C. T代表行星运动的自转周期D. T代表行星绕太阳运动的公转周期【答案】A,D3、下列关于万有引力的说法正确的是()A．万有引力定律是卡文迪许发现的B．F＝G m1m2r2中的G是一个比例常数，是没有单位的C．万有引力定律只是严格适用于两个质点之间D．两物体引力大小与质量成正比，与两物体间距离平方成反比【答案】C4、第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折,牛顿在他们研究的基础上,得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律。

人教版(2019)高中物理选择性必修二 7 万有引力定律试题(含答案)

7.2 万有引力定律1．关于万有引力定律的数学表达式F =G 122m m r ，下列说法中正确的是（） A ．公式中的G 为引力常量，其数值首先由英国物理学家卡文迪什测定，G 没有单位B ．当r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C ．m 1、m 2受到的对方给予的万有引力总是大小相等，是一对作用力与反作用力D ．m 1、m 2受到的对方给予的万有引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力2．下列关于万有引力定律的说法中，正确的是（）①万有引力定律是卡文迪许在实验室中发现的①对于相距很远、可以看成质点的两个物体，万有引力定律2Mm F Gr 中的r 是两质点间的距离 ①对于质量分布均匀的球体，公式中的r 是两球心间的距离①质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力。

A ．①①①B ．①①C ．①①①D ．①①3．下列实验用到与“探究加速度与力、质量的关系”相同实验方法的是（）A ．甲图斜面理想实验B ．乙图卡文迪什扭秤实验C ．丙图共点力合成实验D ．丁图“探究向心力大小”实验4．地球对月球具有相当大的万有引力，但月球却没有向下掉落回地面的原因是（）A ．不仅地球对月球有万有引力，而且月球对地球也有万有引力，这两个力合力为零B ．地球对月球的引力还不算大C ．不仅地球对月球有万有引力，而且太阳系里其他星球对月球也有万有引力D ．地球对月球的万有引力不断改变月球的运动方向，使得月球绕地球运动5．“月一地检验”为万有引力定律的发现提供了事实依据．已知地球半径为R ，地球中心与月球中心的距离r = 60R ，下列说法正确的是（）A ．“月一地检验”表明地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是不同性质的力B ．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的160C ．月球由于受到地球对它的万有引力而产生的加速度与月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度相等D ．由万有引力定律可知，月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度是地面重力加速度的160 6．假设地球是一个均匀球体，其半径为R 。

人教版高中物理必修二第一单元第1课时.docx

高中物理学习材料第五章万有引力定律及其应用第一单元万有引力定律及其应用第1课时万有引力定律1．如图所示，有两个彼此靠近的悬挂着的大球，它们的中心相距4.0 m．已知一个球重980 N，另一个球重196 N，它们间的万有引力约为(g＝9.8 m/s2，G＝6.67×10－11 N·m2/kg2)( )A．8.34×10－9 NB．16.68×10－9 NC．8.34×10－7 ND．8.34×10－11 N2．下列说法正确的是( )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任何两个物体之间C．万有引力定律只适用于天体之间D．海王星和冥王星都是根据万有引力定律发现的3．2010年10月1日，中国探月二期工程先导星“嫦娥二号”在西昌点火升空，准确入轨，赴月球拍摄月球表面影象、获取极区表面数据，为嫦娥三号在月球软着陆做准备．已知地球的质量为月球质量的81倍，在“嫦娥二号”通过月球和地球对它的引力相等时，它与月球中心与地球中心的距离之比为( )A ．1∶3B ．1∶9C ．1∶27D ．9∶14．据报道，最近在太阳系外发现了首颗“适宜居住”的行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重为600 N 的人在这个行星表面的重量将变为960 N ．由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为( )A ．0.5B ．2C ．3.2D ．4 二、双选题5．万有引力定律的发现实现了物理学史上的第一次大统一——“地上物理学”和“天上物理学”的统一．它表明天体运动和地面上物体的运动遵循相同的规律．牛顿在发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道运动假想成圆周运动；另外，还应用到了其它的规律和结论，其中有( )A ．牛顿第一定律B ．牛顿第三定律C ．开普勒的研究成果D ．卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常数6．一宇宙飞船绕地心做半径为r 的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m 的人站在可称体重的台秤上．用R 表示地球的半径，g 表示地球表面处的重力加速度，g ′表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，N 表示人对秤的压力，下面说法正确的是( )A ．N ＝0B ．g ′＝R 2r 2gC ．g ′＝0D ．N ＝m Rrg7．某星球表面的半径为R ，宇航员在某星球表面高度为h 处由自由释放一小球，经过时间t 小球落回星球表面(空气阻力不计，万有引力恒量为G)．以下说法正确的是( )A ．小球落回星球表面时的速度为htB ．该星球表面附近的重力加速度为2ht2C ．该星球的质量为2hR 2Gt 2D ．该星球的质量为2hRGt8．已知万有引力恒量，应用月球的资料来计算地球的质量，必须知道下列哪些物理量( )A ．月球的质量B ．月球绕地球运动的轨道半径C ．月球的半径D ．月球绕地球运动的周期 9．2007年9月24日，“嫦娥一号”探月卫星发射升空，实现了中华民族千年奔月的梦想．“嫦娥一号”卫星在距月球表面200 km 、周期127 min 的圆形轨道上绕月球做匀速圆周运动．已知月球半径约为1700 km ，引力常量G ＝6.67×10－11 N ·m 2/kg 2，忽略地球对“嫦娥一号”的引力作用．由以上数据可以估算出的物理量有( )A ．探月卫星的质量B ．月球的平均密度C ．月球表面的重力加速度D ．月球绕地球公转的周期三、非选择题10．已知地球的半径R ＝6.4×106 m ，地球表面的重力加速度g ＝9.8 m/s 2.万有引力恒量G ＝6.67×10－11 N ·m 2/kg 2，试估算地球的平均密度ρ.(结果保留二位有效数字)11．在半径R ＝5000 km 的某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所示．竖直平面内的光滑轨道由轨道AB 和圆弧轨道BC 组成，将质量m ＝0.2 kg 的小球，从轨道AB 上高H 处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C 点时对轨道的压力F ，改变H 的大小，可测出相应的F 大小，F 随H 的变化关系如图乙所示，求该星球表面的重力加速度．12．在21世纪末，一宇航员乘宇宙飞船到达一半径为R 的某星球地面，他将所带的一个长为L ，倾角为θ的斜面，平放于该星球地面上，宇航员让一个与斜面的滑动摩擦因数为μ的小滑块从斜面顶端由静止释放，他测出小滑块到达斜面底端所用时间为t .已知万有引力恒量为G ，忽略该星球的自转，球的体积公式为V ＝43πR 3.求：(1)该星球地面的重力加速度g ； (2)该星球的密度ρ.参考答案1．解析：经换算这两个球的质量分别为100 kg 和20 kg.根据万有引力定律F ＝G m 1 m 2r2，代入已知数据计算得到F ＝8.34×10－9 N.答案：A 2．答案：D3．解析：根据万有引力定律和平衡条件得到G M 地m r 2地＝G M 月mr 2月，所以r 月r 地＝ M 月M 地＝19. 答案：B4．解析：由已知条件，该人在地球表面的重力mg 0＝600 N ，在“宜居”行星表面的重力mg ＝960 N ，可以得到g ＝1.6g 0.星球表面物体的重力等于星球对他的万有引力，则有：G Mm r 2＝mg ，G M 0mR2＝mg 0.解得：r ＝2R ，B 正确．答案：B5．解析：万有引力的推导：①简化模型：行星绕太阳运行的轨道按照圆来处理．②根据牛顿第二定律和开普勒第三定律进行计算：得到太阳对行星的引力与行星的质量成正比，与行星和太阳间距离的平方成正比，即F ∝m r2.③根据牛顿第三定律得到行星对太阳的引力大小也存在与上述的对称关系，即F ′∝Mr2.综合即可得到万有引力定律．即F ∝Mmr2.答案：BC6．解析：在飞船内物体处于完全失重状态，物体对台秤台面的压力为零，A 正确．地球表面G Mm R 2＝mg ，在飞船处G Mmr2＝mg ′，故B正确．答案：AB7．解析：由自由落体运动的知识可知h ＝12gt 2，得该星球表面附近的重力加速度为2h t 2.在星球表面，有G MmR2＝mg ，得该星球的质量为M＝2hR 2Gt2.答案：BC8．解析：由G Mm r 2＝m 4π2T 2r ，得M ＝4π2r 3GT 2，故BD 正确．答案：BD9．解析：月球对“嫦娥一号”的万有引力提供其做圆周运动的向心力，由G Mm (R ＋h )2＝m (R ＋h )4π2T 2可估算出月球的质量，由月球质量M ＝ρ·43πR 3，可估算出月球的平均密度，又月球表面万有引力等于重力，G MmR2＝mg 月，月球表面的重力加速度g 月也可以确定．故B 、C都正确．答案：BC10．解析：在地面附近可近似认为G MmR2＝mg ，得到地球质量为M＝gR 2G. 地球平均密度ρ＝M43πR 3＝3g 4πRG ＝3×9.84×3.14×6.4×106×6.67×10－11 kg/m 3＝5.5×103 kg/m 3答案：5.5×103 kg/m 311．解析：小球过C 点时满足F ＋mg ＝m v 2cr①又根据机械能守恒定律有mg (H －2r )＝12mv 2c ②由①②得F ＝2mgrH －5mg ③由图可知H 1＝0.5 m 时F 1＝0; 代入③可得r ＝0.2 mH 2＝1.0 m 时F 2＝5 N ；连同以上已知数据代入③可得g ＝5 m/s 2. 答案：5 m/s 2 12．解析：(1)小球在斜面上由静止开始做匀加速运动，它受到的力并进行正交分解如右图所示：在y 轴上，由平衡条件，有： F N ＝mg cos θ①在x 轴上，由牛顿第二定律，有：mg sin θ－F f ＝ma ② 而F f ＝μF N ③①②③联立解得：a ＝g sin θ－μg cos θ④由运动学公式，有：L ＝12at 2⑤④⑤联立解得：g ＝2Lt 2(sin θ－μcos θ).⑥ (2)根据万有引力等于物体在该星球上的重力即G Mm R2＝mg ⑦解得：星球的质量M ＝gR 2/G ⑧ 星球的密度ρ＝M V ＝gR 2G43πR 3＝3g 4πGR ⑨ 把⑥代入⑨式，得：ρ＝3L2πGRt 2(sin θ－μcos θ).答案：(1)2Lt 2(sin θ－μcos θ)(2)3L2πGRt 2(sin θ－μcos θ)。

2021届高考物理：万有引力与航天含答案

3．适用条件
(1)两个质点之间的相互作用。
(2)对质量分布均匀的球体、r为两球心间的距离。
三、宇宙速度
1．三种宇宙速度比较
宇宙速度
数值(km/s)
意义
第一宇宙速度
7.9
地球卫星最小发射速度(环绕速度)
第二宇宙速度
11.2
物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度(脱离速度)
第三宇宙速度
16.7
物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度(逃逸速度)
1．关于行星运动的规律、下列说法符合史实的是( )
A．开普勒在牛顿定律的基础上、导出了行星运动的规律
B．开普勒在天文观测数据的基础上、总结出了行星运动的规律
C．开普勒总结出了行星运动的规律、找出了行星按照这些规律运动的原因
D．开普勒总结出了行星运动的规律、发现了万有引力定律
B[开普勒在前人观测数据的基础上、总结出了行星运动的规律、与牛顿定律无联系、选项A错误、选项B正确；开普勒总结出了行星运动的规律、但没有找出行星按照这些规律运动的原因、选项C错误；牛顿发现了万有引力定律、选项D错误。]
[答案]BC
估算天体质量和密度的“四点”注意
(1)利用万有引力提供天体圆周运动的向心力估算天体质量时、估算的只是中心天体的质量、而非环绕天体的质量。
(2)区别天体半径R和卫星轨道半径r、只有在天体表面附近的卫星、才有r≈R；计算天体密度时、V＝ πR3中的“R”只能是中心天体的半径。
(3)天体质量估算中常有隐含条件、如地球的自转周期为24 h、公转周期为365天等。
(4)赤道上的物体随地球自转而做匀速圆周运动、由万有引力和地面支持力的合力充当向心力(或者说由万有引力的分力充当向心力)、它的运动规律不同于卫星、但它的周期、角速度与同步卫星相等。

【单元练】(必考题)高中物理必修2第七章【万有引力与宇宙航行】知识点总结(答案解析)

一、选择题1．如下图所示，惯性系S中有一边长为l的立方体，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上观察该立方体的形状是（）A．B．C．D． D解析：D根据相对论效应可知，沿x轴方向正方形边长缩短，沿y轴方向正方形边长不变。

故选D。

2．若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”都遵循同样的规律（即“物体受到地球引力的大小与物体到地球中心距离的平方成反比”），在已知地球表面重力加速度、月地距离和地球半径的情况下，还需要知道（）A．地球的质量B．月球的质量C．月球公转的周期D．月球的半径C解析：C已知地球表面重力加速度g、月地距离r、地球半径R、月球公转的加速度为a，月地检验中只需验证a =22 Rg r就可以证明“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”都遵循同样的规律（即“物体受到地球引力的大小与物体到地球中心距离的平方成反比”），而a = r(2T)2T为月球公转的周期。

要计算月球公转的加速度，就需要知道月球公转的周期。

故选C。

3．2020年12月17日，嫦娥五号成功返回地球，创造了我国到月球取土的伟大历史。

如图所示，嫦娥五号取土后，在P点处由圆形轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ，以便返回地球。

已知嫦娥五号在圆形轨道Ⅰ的运行周期为T1，轨道半径为R；椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a，经过P点的速率为v，运行周期为T2。

已知月球的质量为M，万有引力常量为G，则A ．3132T T a R=B ．GMv a =C ．GMv R=D ．23214πR M GT = D 解析：DA ．根据开普勒第三定律32r k T = 可得3132T T R a=故A 错误；B ．轨道Ⅱ是椭圆轨道，嫦娥五号在轨道运行时速度大小不断变化，故B 错误；C ．嫦娥五号在圆形轨道ⅠGMR，由圆形轨道Ⅰ转入椭圆轨道是需要点火加速，故GMv R>C 错误； D ．由22214GMm m R R T π= 可得23214πR M GT =故D 正确。

高二物理天体运动试题答案及解析

高二物理天体运动试题答案及解析1.均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星能够实现除地球南北极等少数地区外的“全球通信”。

已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T，三颗卫星中任意两，下面列出的是同步卫星所在位置处的重力加速度，其中正确的是（）颗卫星间距离为sA．B．C．D．【答案】AC【解析】由三颗卫星的距离及角度关系可求得卫星半径为，卫星所在位置的万有引力等于该位置的重力，由可求得重力加速度为，AC正确2.（专题卷）发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。

则在卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是：（）A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率。

B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度。

C．卫星在轨道1上运动一周的时间小于于它在轨道2上运动一周的时间。

D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度。

【答案】BCD【解析】轨道1和轨道3都是圆周运动轨道，半径越大线速度越小，A错；由角速度公式可知B对；从轨道1在Q点进行点火加速度才能进入轨道2,所以轨道1在q点的速度小于轨道2的速度， D对；由开普勒第三定律可知轨迹2的半长轴较大，周期较大，C对；3.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,则A．卫星运动的速度为B．卫星运动的周期为C．卫星运动的加速度为D．卫星的动能为【答案】BD【解析】本题考查的是天体运动问题。

由，，，可以计算出：只有BD答案正确。

4.（9分）“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”绕月飞行轨道近似圆周，距月球表面高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，已知引力常量G，试求：月球的质量M是多少？【答案】【解析】设“嫦娥一号”质量为m1，圆周运动时，万有引力提供向心力，则① 5分② 3分本题考查万有引力定律提供向心力，其中半径r为距离球心间的距离5.两颗质量相等的人造地球卫星，绕地球运动的轨道半径r1=2r2.下面说法正确的是（）A．由公式F=m知道，轨道半径为r1的卫星的向心力为另一颗卫星的一半B．由公式F=mω2r知道，轨道半径为r1的卫星的向心力为另一颗卫星的两倍C．由公式F=G知道，轨道半径为r1的卫星的向心力为另一颗卫星的四分之一D．因不知地球质量和卫星质量，无法比较两卫星所受向心力的大小【答案】C【解析】由公式F=G知道，轨道半径为r1的卫星的向心力为另一颗卫星的四分之一，所以C正确。

人教版高中物理必修二第六章万有引力与航天测试(含答案)

绝密★启用前2020年秋人教版高中物理必修二第六章万有引力与航天测试本试卷共100分，考试时间90分钟。

一、单选题(共10小题，每小题4.0分,共40分)1.美国宇航局宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星——“开普勒－226”，其直径约为地球的2.4倍．至今其确切质量和表面成分仍不清楚，假设该行星的密度和地球相当，根据以上信息，估算该行星的第一宇宙速度等于()A． 3.3×103m/sB． 7.9×103m/sC． 1.2×104m/sD． 1.9×104m/s2.将火星和地球绕太阳的运动近似看成是同一平面内的同方向绕行的匀速圆周运动，已知火星的轨道半径r1＝2.3×1011m，地球的轨道半径为r2＝1.5×1011m，根据你所掌握的物理和天文知识，估算出火星与地球相邻两次距离最小的时间间隔约为()A． 1年B． 2年C． 3年D． 4年3.“月－地检验”的结果说明()A．地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质的力B．地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力不是同一种性质的力C．地面物体所受地球的引力只与物体的质量有关，即G＝mgD．月球所受地球的引力只与月球质量有关4.下列哪些运动不服从经典力学的规律()A．发射同步人造卫星B．电子绕原子核的运动C．云层在天空的运动D．子弹射出枪口的速度5.下列说法正确的是()A．“科学总是从正确走向错误”表达的并不是一种悲观失望的情绪B．提出“日心说”人是托勒密C．开普勒通过天文观测，发现了行星运动的三定律D．托勒密的“日心说”阐述了宇宙以太阳为中心，其它星体围绕太阳旋转6.设地球自转周期为T，质量为M，引力常量为G.假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R.同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为()A．B．C．D．7.某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动.由天文观察测得其运动周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2之间的距离为r，已知引力常量为G，由此可求出S2的质量为()A．B．C．D．8.(多选)a是静置在地球赤道上的物体，b是近地卫星，c是地球同步卫星，a、b、c在同一平面内绕地心做逆时针方向的圆周运动，某时刻，它们运行到过地心的同一直线上，如图所示．一段时间后，它们的位置可能是图中的()A．B．C．D．9.经长期观测，人们在宇宙中已经发现了双星系统．双星系统由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1∶m2＝3∶2，下列说法中正确的是()．A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为3∶2B．m1、m2做圆周运动的角速度之比为3∶2C．m1做圆周运动的半径为LD．m2做圆周运动的半径为L10.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳位于()A．F2B．AC．F1D．B二、多选题(共4小题，每小题5.0分,共20分)11.(多选)关于重力和万有引力，下列说法正确的是()A．重力在数值上等于物体与地球间的万有引力B．重力是由于地球的吸引而使物体受到的力C．由于万有引力的作用，人造地球卫星绕地球转动而不离去D．地球和月亮虽然质量很大，但由于它们的距离也很大，所以它们间的万有引力不大12.(多选)随着太空探测的发展，越来越多的“超级类地行星”被发现，某“超级类地行星”半径是地球的1.5倍，质量是地球的4倍，下列说法正确的是()A．该星球表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的倍B．该星球第一宇宙速度小于地球第一宇宙速度C．绕该星球运行的卫星的周期是半径相同的绕地球运行卫星周期的倍D．绕该星球运行的卫星的周期是半径相同的绕地球运行卫星周期的倍13.(多选)如图所示，牛顿在思考万有引力定律时就曾设想，把物体从高山上O点以不同的速度v 水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远.如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星，则下列说法正确的是()A．以v<7.9 km/s的速度抛出的物体可能落在A点B．以v<7.9 km/s的速度抛出的物体将沿B轨道运动C．以7.9 km/s<v<11.2 km/s的速度抛出的物体可能沿C轨道运动D．以11.2 km/s<v<16.7 km/s的速度抛出的物体可能沿C轨道运动14.(多选)有甲乙两颗近地卫星均在赤道平面内自西向东绕地球做匀速圆周运动，甲处于高轨道，乙处于低轨道，并用绳子连接在一起，下面关于这两颗卫星的说法正确的是()A．甲卫星一定处在乙卫星的正上方B．甲卫星的线速度小于乙卫星的线速度C．甲卫星的加速度大于乙卫星的加速度D．甲卫星的周期小于乙卫星的周期三、计算题(共4小题，每小题10.0分,共40分)15.事实证明，行星与恒星间的引力规律也适用于其他物体间，已知地球质量约为月球质量的81倍，宇宙飞船从地球飞往月球，当飞至某一位置时(如图)，宇宙飞船受到地球与月球引力的合力为零。

人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》知识点总结及习题和答案

第六章；万有引力与航天知识点总结一、人类认识天体运动的历史 1、“地心说”的内容及代表人物：托勒密（欧多克斯、亚里士多德）内容；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。

2、“日心说”的内容及代表人物：哥白尼（布鲁诺被烧死、伽利略）内容；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。

二、开普勒行星运动定律的内容开普勒第二定律：v v >远近开普勒第三定律：K —与中心天体质量有关，与环绕星体无关的物理量；必须是同一中心天体的星体才可以列比例，太阳系：333222===......a a a T T T 水火地地水火三、万有引力定律1、内容及其推导：应用了开普勒第三定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律。

2、表达式：221r m m GF = 3、内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1,m2的乘积成正比，与它们之间的距离r 的二次方成反比。

4.引力常量：G=6.67×10-11N/m 2/kg 2，牛顿发现万有引力定律后的100多年里，卡文迪许在实验室里用扭秤实验测出。

5、适用条件：①适用于两个质点间的万有引力大小的计算。

②对于质量分布均匀的球体，公式中的r 就是它们球心之间的距离。

③一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用，其中r 为球心到质点间的距离。

④两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也近似的适用，其中r 为两物体质心间的距离。

6、推导：2224mM G m R R T π=3224R GMT π=四、万有引力定律的两个重要推论1、在匀质球层的空腔内任意位置处，质点受到地壳万有引力的合力为零。

2、在匀质球体内部距离球心r 处，质点受到的万有引力就等于半径为r 的球体的引力。

五、黄金代换六；双星系统两颗质量可以相比的恒星相互绕着旋转的现象，叫双星。

设双星的两子星的质量分别为M 1和M 2，相距L ，M 1和M 2的线速度分别为v 1和v 2，角速度分别为ω1和ω2，由万有引力定律和牛顿第二定律得：M 1：22121111121M M v G M M r L r ω== M 2：22122222222M M v G M M r L r ω== 相同的有：周期，角速度，向心力，因为12F F =，所以221122m r m r ωω=轨道半径之比与双星质量之比相反：1221r m r m = 线速度之比与质量比相反：1221v m v m =七、宇宙航行：1、卫星分类：侦察卫星、通讯卫星、导航卫星、气象卫星……3、卫星轨道：可以是圆轨道，也可以是椭圆轨道。

开普勒定律与万有引力定律—2020-2021学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

暑假作业6 开普勒定律与万有引力定律1.下列说法正确的是()A. 地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他行星都绕地球运动B. 太阳是静止不动的、地球及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. 日心说和地心说都正确反映了天体运动的规律2.关于天体的运动，下列说法正确的是（）A. 日心说是哥白尼提出的，观点是行星绕太阳做椭圆运动B. 开普勒第一定律认为：行星绕太阳运动时太阳在轨道的中心C. k=r3中r代表轨道半长轴，T代表公转周期，比值k只与中心天体有关T2D. 行星绕太阳运动时，所有行星都在同一轨道上3.如图，地球在椭圆轨道上运动，太阳位于椭圆的一个焦点上。

A、B、C、D是地球运动轨道上的四个位置，其中A距离太阳最近，C距离太阳最远；B和D点是弧线ABC和ADC的中点。

则地球绕太阳（）A. 做匀速率的曲线运动B. 经过A点时的加速度最小C. 从B经A运动到D的时间小于从D经C运动到B的时间D. 从A经D运动到C的时间大于从C经B运动到A的时间4.根据开普勒行星运动定律，下列说法错误的是（）A. 绕地球运行的不同卫星的a3的值都相同T2B. 同一卫星离地球越远，速率越小C. 不同卫星，轨道的半长轴越长周期越大D. 同一卫星绕不同的行星运行，a3的值都相同T25.关于万有引力定律，下列说法中正确的是（）A. 万有引力只存在于天体与天体之间，教室内两位同学之间没有万有引力B. 地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近C. 地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引力D. 一个苹果由于其质量很小，所以它给地球的万有引力几乎可以忽略6.在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献，关于科学家和科学史，下列说法中正确的是（）A. 月地检验是为了验证地面上物体受到的重力与天体之间的引力是同一种性质的力B. 笛卡尔通过扭秤实验测量出了万有引力常量C. 开普勒观测出了行星的轨道数据，并总结出了行星运动三大定律D. 牛顿总结出了万有引力定律并用实验测出了引力常量7.（多选）关于万有引力的表达式F=Gm1m2r2，下列说法正确的是（）A. 万有引力定律适用于一切领域B. 引力常量G的大小与中心天体的质量无关C. 牛顿发现万有引力定律，但他并无法计算出两物体间引力的大小D. 由万有引力的表达式F=Gm1m2r2可知，两物体间引力大小与两物体的质量成正比，与两物体间距离的二次方成反比8.（多选）质量为m1、m2的甲、乙两物体间的万有引力，可运用万有引力定律F＝G m1m2r2计算，则下列说法正确的是（）A. 若m1>m2，甲对乙的万有引力大于乙对甲的万有引力B. 甲对乙的万有引力的大小与乙对甲的万有引力的大小总相等C. 甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对平衡力D. 若只将第三个物体放在甲、乙两物体之间，甲、乙之间的万有引力不变9.2020年11月24日，我国在文昌航天发射场成功发射探月工程嫦娥五号探测器。

2020年高考物理一轮复习第5章天体运动第22讲万有引力定律及其应用学案解析版

第22讲万有引力定律及其应用[研读考纲明方向][重读教材定方法](对应人教版必修2的页码及相关问题)1．P 31哪位科学家把天空中的现象与地面上的现象统一起来，成功解释了天体运行的规律？提示：牛顿。

2．P 32开普勒行星运动定律的表述。

提示：(1)所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。

(2)对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。

(3)所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。

3．P 33对行星运动轨道简化为圆周后的开普勒三个定律的表述。

提示：(1)行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心。

(2)对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度)大小不变，即行星做匀速圆周运动。

(3)所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即r 3T2＝k 。

4．P 36[问题与练习]T 2。

提示：近地点的速度较大。

5．P 37“太阳对行星的引力”一段，太阳对行星的引力公式依据什么推导出来的？提示：依据开普勒行星运动定律和圆周运动向心力公式推导出来。

6．P 39[问题与练习]T 2。

提示：通过开普勒第三定律得到的。

7．P 40万有引力定律的适用范围是什么？提示：自然界中的任何两个物体。

8．P 41万有引力理论的成就有哪些？提示：计算天体的质量、发现未知天体。

9．P 42笔尖下发现的是哪一颗行星？提示：海王星。

10．P 43[问题与练习]T 3。

提示：由GMm r 2＝mω2r ，ω＝2πT ，得M ＝4π2r 3GT2，代入数据得：M ≈5.93×1024kg 。

11．P 44“宇宙速度”一段，发射地球卫星的最小速度是多少？提示：7.9 km/s 。

12．P 46[科学漫步]黑洞的特点是什么？提示：黑洞是引力非常大的天体，光以3×108m/s 的速度都不能从其表面逃逸。

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4、定运行速率：s km /0.3=υ
例3．某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者，他用天文望远镜观察被太阳照射的此卫星，试问，春分那天（太阳光直射赤道）在日落12h 内有多长时间该观察者看不见此卫星？已知地球半径为R ，地球表面处的重力加速
度为g ，地球的自转周期为T ，不考虑大气对光的折射。

例4．地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F 1，向心加速度为a 1，线速度为v 1，角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星受的向心力为F 2，向心加速度为a 2，线速度为v 2，角速度为ω2;地球同步卫星所受的向心力为F 3，向心加速度为a 3，线速度为v 3，角速度为ω3.地球表面重力加速度为g ，第一宇宙速度为v ，假设三者质量相等.则（）
A.F 1=F 2＞F 3
B.a 1=a 2=g ＞a 3
C.v 1=v 2=v ＞v 3
D.ω1=ω3＜ω2
三、“天体相遇”模型
两天体相遇，实际上是指两天体相距最近，条件是)3,2,1(221 ==-n n t t πωω 两天体相距最远，条件是)3,2,1()12(21 =-=-n n t t πωω
例5．A 是地球的同步卫星，另一卫星B 的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h ，已知地球半径为R ，地球自转角速度ω0，地球表面的重力加速度为g ，O 为地球中心。

（1）求卫星B 的运动周期
（2）如卫星B 绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A 、B 两卫星相距最近（O 、B 、A 在同一直线上）则至少经过多长时间，他们再一次相距最近？
答案：
四、“地球自转忽略”模型
在地球表面，分析计算表明，物体在赤道上所受的向心力最大，也才是地球引力的0.34%，故通常情形可忽略地球的自转效应，近似地认为质量为m 的物体的
重力等于所受的地球引力，即
2R Mm G mg =。

所以，地表附近的重力加速度为31
22)4arcsin(gT R T t ππ=。