高一物理必修二第六章万有引力定律与航天整章基础练习题(实用)(带参考答案).pdf

1 rr2 r1 图 1 一、学习要点1、了解人类对天体运动探索的发展历程及万有引力定律的发现过程；2、理解万有引力定律，知道引力常数的大小和意义；3、会利用万有引力定律计算天体的质量；4、理解并能够计算卫星的环绕速度。二、学习内容（一）开普勒三定律1、所有行星围绕太阳运动的轨道都是，太阳位于椭圆的一个上；（椭圆定律）2、行星和太阳之间的连线，在相等的时间内扫过相同的；（面积定律）3、行星绕太阳公转的平方和轨道的立方成比，表达式为：32RkT。其中 R 为椭圆轨道的半长轴，T 为公转周期，k 是与行星无关的常量。（周期定律）问题 1：开普勒三定律只适用太阳系吗？其“周期定律”的表达式为32RkT，其中 k 与哪些因素有关？例 1、（多选题）关于开普勒行星运动的公式32akT，以下理解正确的是（）Ak是一个与行星无关的量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3322RRTT月地月地CT 表示行星运动的自转周期DT 表示行星运动的公转周期练习 1、（多选题）关于行星的运动以下说法正确的是（）A行星轨道的半长轴越长，自转周期就越长B行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长C水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长D海王星离太阳“最远”，公转周期就最长点评：开普勒三定律适用于宇宙中所有的卫星和行星，而其中的“周期定律”中的k 值与中心天体的质量有关，与绕中心天体运行的天体质量无关。（二）万有引力定律1、宇宙间两个有的物体间都存在相互，其大小与两物体的质量成比，与它们间的平方成比。其表达式为F，其中 G 为引力常量。2、万有引力定律适用于。问题 2：如何理解万有引力定律？例 2、（多选题）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行星绕太阳椭圆轨道运动时，在近日点所受引力大，在远日点所受引力小C由2MmFGr可知，2FrGMm，由此可见G 和 F 和 r2的乘积成正比，与M 和 m 的乘积成反比D行星绕太阳的椭圆轨道可近似看做圆形轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力练习 2、（多选题）万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律，以下说法正确的是（）A任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比B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C人造地球卫星绕地球运行的向心力由地球对它的万有引力提供D宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用点评：万有引力定律是牛顿在前人研究的基础上总结、推理出来的，具有普遍性。式中的G 是一个比例常数，其大小是卡文迪许通过实验测量出来的。问题 3：如何理解万有引力定律的适用条件？例 3、如图 1 所示，两个半径分别为r1和 r2的球，均匀分布的质量分别为m1和 m2，两球之间的距离为r，则两球间的万有引力大小为（）A122Gm mrB122Gm mrrC1222Gm mrrD12212Gm mrrr高一物理讲义万有引力定律及其简单应用2 fGF图 2 练习 3、（多选题）关于万有引力和万有引力定律的理解正确的（）A不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力B只适用于天体，不适用于地面物体C太阳对地球的万有引力和地球对太阳的万有引力大小相等D用122m mFGr求两个质量分布均匀的球体间万有引力时，r是两球心间的距离点评：万有引力定律适用于质点间的相互作用。对于质量均匀分布的球体，在应用万有引力公式求解时，公式中的r 为两球心之间的距离。问题 4：卡文迪许实验有何意义？例 4、（多选题）关于引力常量G，下列说法正确的是（）AG 值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值B引力常量G 的大小与两物体质量的乘积成反比，与两物体间距离的平方成正比C引力常量G 的物理意义是，两个质量都是1kg 的物体相距1 m 时的相互吸引力为6.67 1011N D引力常量G 是不变的，其值大小与单位制的选择无关练习 4、关于万有引力常量G，以下说法错误的是（）AG 的数值 6.67 10-11只适应国际单位B它适合于任何两个质点或天体之间的引力大小的计算C它的数值首次由牛顿测出D引力常量很小，导致很难察觉到日常接触的物体间有万有引力点评：卡文迪许扭秤实验证明了万有引力的存在及正确性，使万有引力定律有了存在的价值。由于引力常量很小，两个1kg 的物体相距1m 所受的万有引力才6.67 10-11N，所以很难觉察日常接触的两物体间的万有引力。问题 5：万有引力大小与哪些因素有关？例 5、对于相隔一定距离的两个质点，要使它们之间的万有引力变为原来的2 倍，可以采用的办法是（）A仅把两者的质量都增大2 倍B仅把两者的质量都增大到原来的2倍C仅把两者的距离减小到原来的12D仅把两者的距离增大到原来的2倍练习 5、一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是它在地球上所受的万有引力大小的（）A14倍B12倍C2.0 倍D4.0 倍点评：万有引力大小与两物体的质量及它们的间距有关。（三）万有引力定律的应用1、重力与万有引力的区别地面上的物体随地球自转需要向心力，这个力就是万有引力的一个分力，另一个分力的大小才等于重力，除两极外，重力都比万有引力小。如图2 所示。可以看出当物体由赤道向两极移动的过程中，向心力减小，重力增大，只有物体在两极时物体所受的万有引力才等于重力。重力与万有引力虽然有差别，但在粗略的计算中，往往认为重力的大小近似等于万有引力的大小。即：2MmmgGR，式中 R 为地球的半径，M 为地球的质量，m 为物体的质量。问题 6：重力就是万有引力吗？例 6、以下说法中正确的是（）A质量为 m 的物体在地球上任何地方其重力都一样B把质量为m 的物体从地面移到高空中，其重力变小C同一物体在赤道上的重力比在两极处重力大D同一物体在任何地方重力都是相同的练 习6、对 于 在 地 球 上 的 物 体 所 受 的 重 力 和 地 球 对 它 的 引 力 的 关 系，下 列 说 法 中 正 确 的 是（）A这两个力是同一个力B在忽略地球的自转影响时，重力就是定值，与物体所处的高度和纬度都无关C由于地球的自转，物体在纬度越高的地方，重力越大D由于地球的自转，物体在纬度越高的地方，重力越小点评：重力只是万有引力的一个分力，它随纬度的增加而增加，随高度的增加而减小。2、重力加速度随高度的变化：若物体离地面的高度h，则物体在高h 处的重力为：2MmmgGRh，重力加速度为：g（用 R、g、h 表示），即重力加速度随高度的增加而。问题 7：重力加速度随高度是如何变化的？3 例 7、某行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，则该行星表面的重力加速度约为（）A0.2gB0.4gC2.5gD5g练习 7、离地面某一高处的重力加速度是地球表面的一半，若地球半径为R，则该处距地球表面的距离为（）A2RB12RC2RD21 R点评：重力加速度随高度的增加而减小，这个规律不仅适用于地球吸引范围的物体，也适用于其它天体引力范围的物体。3、一个天体绕另一个天体做圆周运动的规律卫 星 绕 行 星（或 行 星 绕 恒 星）圆 周 运 动 的 向 心 力 由 行 星 对 卫 星（或 恒 星 对 行 星）的 万 有 引 力 提 供，即：22222MmvGmammrmrrrT，其中 M 是中心天体的质量，而m是绕行天体的质量。问题 8：一个天体绕另一个天体运行时的向心力由什么力提供？例 8、两颗小行星都绕太阳做圆周运动，它们的周期分别是T 和 3T，则它们绕太阳运转时（）A轨道半径之比是13 B轨道半径之比是139C速度之比是：14 D受太阳的引力之比是97 练习 8、下列说法中正确的是（）A2Fmr，人造地球卫星轨道半径增大到2倍时，向心力也增大到2倍B因2vFmr，人造地球卫星轨道半径增大到2倍时，向心力减小为原来的1/2 C因2GMmFr，人造地球卫星轨道半径增大到2倍时，向心力减小为原来的1/4 D仅知道卫星轨道半径的变化，无法确定向心力的变化4、估算天体质量的方法：（1）利用某星球表面重力与万有引力的关系：_，估算该星球的质量_。（2）已知一个星体绕中心天体圆周运动的周期T 及轨道半径r，可求出中心天体的质量为_。问题 9：估算天体的质量有哪些方法？例 9、若已知行星绕太阳公转的半径为r，公转周期为T，引力常量为G，则由此可求出（）A该行星的质量B太阳的质量C该行星的密度D太阳的密度练习 9、（多选题）为了估算一个天体的质量，需要知道绕该天体做匀速圆周运动的另一星球的条件是（）A运转周期和轨道半径B质量和运转周期C轨道半径和环绕速度D环绕速度和质量点评：天体的质量可以由2gRMG、2324rMGT等估算。5、估算天体密度的方法（1）已知一个星体绕中心天体圆周运动的周期T、轨道半径r 及中心天体的半径R，则中心天体的密度可以表示为_；（由MV、2324rMGT、343VR求解）（2）对于靠近星球表面运行的卫星，R r，则星球的密度可以表示为_。问题 10：估算天体的密度有哪些方法？例 10、有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4 倍，则该星球的质量是地球质量的（）A1/4 B 4 倍C16 倍D64 倍练习 10、一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，仅仅需要（）A测定飞船的运行周期B测定飞船的环绕半径C测定行星的体积D测定飞船的运动速度点评：星球的密度可以由3233 rGT R估算，对靠近星球表面的卫星，上式可化为：23GT。三、即时反馈1、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图3 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，则太阳是位于（）AF2BA CF1DB 2、甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原来的2 倍，同时，它们之间的距离减为原来的1/2，则甲、乙两物体间的万有引力大小将变为（）AFBF/2 C8FD4F图 3 4 3、火星绕太阳的公转周期约是金星绕太阳公转周期的3 倍，则火星轨道半径与金星轨道半径之比约为（）A21 B31 C61 D91 4、（多选题）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，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（）A伽利略发现了行星运动的规律B卡文迪许通过实验测出了引力常量C牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因D笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献5、关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法，其中正确的是（）A轨道半径越大，速度越小，周期越长B轨道半径越大，速度越大，周期越短C轨道半径越大，速度越大，周期越长D轨道半径越小，速度越小，周期越长6、A、B 两颗行星，质量之比ABMpM，半径之比ABRqR，则两行星表面的重力加速度之比为（）ApqB2pqC2pqDpq7、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R1B地球绕太阳运行周期T2及地球到太阳中心的距离R2C地球绕太阳运行的速度v3及地球到太阳中心的距离R3D地球表面的重力加速度g 及地球到太阳中心的距离R48、地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，可以用下述哪个式子来估算地球的平均密度（）A24gR GB34gRGCgRGD2gR G四、课时过关1、两个质量均匀的球体，相距 r，它们之间的万有引力为10-8N，若它们的质量、距离都增加为原来的2 倍，则它们间的万有引力为（）A4 10-8N B 10-8N C16 10-8N D10-4N 2、关于人造地球卫星所受的向心力与轨道半径r 的关系，下列说法中正确的是（）A由2/Fmvr可知，向心力与r 成反比B由2Fmr可知，向心力与r 成正比C由2/FGMmr可知，向心力与r2成反比D由Fma可知，向心力与r 无关3、一个物体在地球表面所受重力为G，则距地面高度为地球半径的2 倍时，所受的引力为（）A2GB3GC4GD9G4、研究表明，月球的密度和地球的密度差不多，当卫星贴近月球表面做匀速圆周运动时，下列物理量的大小跟卫星贴近地球表面做匀速圆周运动时差不多的是（）A角速度B线速度 C向心加速度D向心力5、（多选题）由于轨道调整的需要，“嫦娥二号”绕月做圆周运动的半径减小，则它的（）A线速度变小B加速度变大C周期变大D向心力变大五、课后练习1、引力常量为G，地球质量为M，把地球当作球体，半径为R，忽略地球的自转，则地球表面的重力加速度大小为（）AGMRgB2GMRgCg=GR D缺少条件，无法算出地面重力加速度2、地球半径为R0，地面重力加速度为g0，那么离地面高h 处的重力加速度是（）A220020RhgRhB000RgRhC2020hgRhD20020RgRh3、（多选题）假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2 倍，仍做圆周运动，则（）A根据公式v=r，可知卫星运动的线速度增大到原来的2 倍B根据公式2vFmr，可知卫星所需的向心力将减小到原来的12C根据公式2MmFGr，可知地球提供的向心力将减小到原来的14D根据上述选项B 和 C 给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的225 高一物理讲义万有引力定律及其简单应用参考答案二、学习内容（一）开普勒三定律1、椭圆，焦点2、面积3、周期，半长轴，正例 1、AD 练习 1、BD（二）万有引力定律1、任意，质量，吸引力，乘积，正，距离，反，122m mGr2、质点间的相互作用例 2、BD 练习 2、AC 例 3、D 练习 3、CD 例 4、AC 练习 4、C 例 5、B 练习 5、C （三）万有引力定律的应用例 6、B 练习 6、C 2、22R gRh，减小例 7、B 练习 7、D 例 8、B 练习 8、C 4、（1）2mMGmgR，2gRMG（2）2324rMGT；例 9、B 练习 9、AC 5、（1）3233 rGT R（2）23GT例 10、D 练习 10、A 三、即时反馈1、A 2、C 3、A 4、BD 5、A 6、C 7、A 8、B 四、课时过关1、B 2、C 3、D 4、A 5、BD 五、课后练习1、B 2、D 3、CD 6 图 1 一、学习要点1、理解万有引力定律并能够计算卫星的环绕速度；2、知道第二宇宙速度和第三宇宙速度及其含义；3、了解万有引力定律对航天技术发展的重大贡献。二、学习内容（一）天体绕行的规律1、解决天体（卫星）运动问题的基本思路（1）天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即：22222MmvGmammrmrrTr其中 M 是中心天体的质量，而m 是绕行天体的质量。由上式解得：a_；_v；_；T_（2）在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即2MmGmgR（g 表示天体表面的重力加速度）。在研究卫星的问题中，若已知中心天体表面的重力加速度g 时，常运用GM=gR2作为桥梁，可以把“地上”和“天上”联系起来，由于这种代换的作用巨大，此式通常称为黄金代换式。问题 1：当一个天体绕另一个天体运行时，其线速度、角速度、周期、向心加速度随轨道半径如何变化？例 1、关于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，以下判断正确的是（）A同一轨道上，质量大的卫星线速度大B同一轨道上，质量大的卫星向心加速度大C离地面越近的卫星线速度越大D离地面越远的卫星线速度越大练习 1、如图 1 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（）A根据vgr，可知 vAvBvCB根据万有引力定律，可知卫星所受地球引力FAFBFCC角速度 ABCD向心加速度aAaBaC点评：天体绕行的轨道半径越大，其线速度、角速度、向心加速度越小，而周期越来越大。问题 2、如何将“星球表面的重力近似等于万有引力”和“万有引力提供向心力”结合解题？例 2、（多选题）在圆轨道运动的质量为m 人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，已知地面上的重力加速度为g，则（）A卫星运动的速度为2gRB卫星运动的周期为24RgC卫星运动的加速度为2gD卫星的角速度为8gR练习 2、据媒体报道，“嫦娥一号”卫星环月工作轨道为圆轨道，轨道高度200 km，运行周期127 分钟。若还知道引力常量和月球平均半径，仅利用以上条件不能求出的是（）A月球表面的重力加速度B月球对卫星的吸引力C卫星绕月运行的速度D卫星绕月运行的加速度点评：天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，当题目中出现重力加速度g 时，要合理利用黄金代换式GM=gR2作为桥梁求解。（二）宇宙速度1、第一宇宙速度是指人造卫星在绕地球做匀速圆周运动所具有的速度，其数值为 v1=7.9km/s，它可以由或求得，也是发射人造卫星所具有的最小速度。2、第二宇宙速度（也叫脱离速度）是指物体挣脱引力束缚的最小速度，其值为v2=11.2km/s；3、第三宇宙速度（也叫逃逸速度）是指物体挣脱引力束缚的最小速度，其值为v3=16.7km/s。问题 3：如何理解第一宇宙速度？求解第一宇宙速度有哪些方法？例 3、（多选题）关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（）A它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度C它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度练习 3、2008 年 9 月 25 日，我国成功发射了搭载3 名宇航员的“神舟”七号飞船，在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小（）A等于 7.9 km/s B介于 7.9 km/s 和 11.2 km/s 之间C小于 7.9 km/s D介于 7.9 km/s 和 16.7 km/s 之间点评：从以下两个方面理解第一宇宙速度：一是在近地圆形轨道上运行的人造地球卫星的最大绕行速度；二是在地面上发射人造地球高一物理讲义万有引力定律应用7 1 2 3 PRQ S 图 2 卫星的最小发射速度。（三）同步卫星1、同步卫星是指 _的卫星，这种卫星的周期为T=_，卫星的轨道必须在 _平面，而且离地的高度h 和绕行的速率v 都是一定的。2、同步卫星高度的计算卫星绕地圆周运动的向心力由万有引力定律提供：222MmGm RhTRh地地地由此可以得出同步卫星距地面高度为：3224GMThR地地其中 M地为地球质量，T 为地球自转周期，R地为地球半径，代入相关数值可解得h。问题 4：同步卫星的轨道平面一定要与赤道平面重合吗？例 4、我国自行研制发射的“风云一号”、“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的，“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为T1=12 h；“风云二号”是同步卫星，其轨道平面就是赤道平面，周期为T2=24 h；两颗卫星相比（）A“风云一号”离地面较高B“风云一号”每个时刻可观察到的地球表面范围较大C“风云一号”线速度较大D若某时刻“风云一号”和“风云二号”正好同时在赤道上某个小岛的上空，那么再过 12 小时，它们又将同时到达该小岛的上空练习 4、（多选题）关于同步卫星（它相对于地面静止不动），下列说法中正确的是（）A它一定在赤道上空B同步卫星的高度和速率是确定的值C它运行的线速度一定大于第一宇宙速度D它运行的线速度一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间点评：同步卫星的运行轨道一定在赤道平面，不同的同步卫星具有相同轨道、相同大小的线速度、角速度和周期，其中角速度与周期和地球自转的角速度和周期相同。问题 5：同步卫星运行的线速度是第一宇宙速度吗？它与近地卫星运行情况有何不同？例 5、（2011 年广东卷）（多选题）已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G。有关同步卫星，下列表述正确的是（）A卫星距离地面的高度为3224GMTB卫星的运行速度小于第一宇宙速度C卫星运行时受到的向心力大小为2MmGRD卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度练习 5、（多选题）2012 年至 2015 年进入了我国北斗系统卫星发射的高峰期，北斗卫星系统由地球同步轨道卫星与低轨道卫星两种卫星组成，在轨正常运行的这两种卫星比较（）A同步卫星运行的周期较大B低轨卫星运行的周期较大C同步卫星运行的线速度较大D低轨卫星运行的加速度较大点评：同步卫星的运行周期一定，故运行轨道确定。与近地卫星比较而言，其轨道半径大，故其加速度、线速度、角速度都较小，而周期较大。（四）卫星的变轨与加速问题 6：卫星在何处加速或变轨？例 6、（多选题）要使卫星从如图所示的圆形轨道1 通过椭圆轨道2 转移到同步轨道3，需要两次短时间开动火箭对卫星加速，加速的位置应是图 2 中的（）A P点BQ 点CR 点DS点练习 6、宇宙飞船在轨道上运行，由于地面指挥人员发现某一火箭残体的轨道与飞船轨道有一交点，通知宇航员某一时间飞船有可能与火箭残体相遇，宇航员随即开动飞船上的发动机使飞船加速，脱离原轨道，关于飞船的运动，下列说法正确的是（）A飞船高度降低B飞船高度升高C飞船周期变小D飞船的向心加速度变大点评：卫星通常在最近点或最远点进行加速，在最远点进行变轨。（五）双星问题天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。问题 7：多星系统有什么特点及规律？8 赤道图 3 abc图 5 图 4 例 7、（多选题）两颗靠得较近的天体组成双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不会由于相互的引力作用被吸到一起，下面说法中正确的是（）A它们做圆周运动的角速度之比，与它们的质量之比成反比B它们做圆周运动的线速度之比，与它们的质量之比成反比C它们做圆周运动的向心力之比，与它们的质量之比成正比D它们做圆周运动的半径之比，与它们的质量之比成反比练习 7、（2010 年重庆）月球与地球质量之比约为180，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕月地连线上某点O 做匀速圆周运动。据此观点，可知月球与地球绕O 点运动的线速度大小之比约为（）A16400 B180 C801 D64001 点评：双星共轴转动，角速度相同，分别对两星列出动力学方程，并利用两星轨道半径之和等于L，联立方程可求解。三、即时反馈1、关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下列说法中不正确的是（）A在发射过程中向上加速时产生超重现象B在降落过程中向下减速时产生超重现象C进入轨道后做匀速圆周运动，产生失重现象D失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的2、发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道。发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图3 这样选址的优点是，在赤道附近（）A地球的引力较大B地球自转线速度较大C重力加速度较大D地球自转角速度较大3、如图 4 所示，“嫦娥一号”卫星在椭圆轨道的近地点P 处（距地面600 km），将发动机短时点火，实施变轨，变轨后卫星进入远地点高度约为37 万 km 的椭圆轨道，直接奔向月球，则卫星在近地点变轨后的运行速度（）A小于 7.9 km/s B大于 7.9 km/s，小于 11.2 km/s C大于 11.2 km/s D大于 11.2 km/s，小于 16.7 km/s 4、一物体静置在平均密度为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（）A1243GB1234 GC12GD123G5、我国正在建设的北斗卫星导航系统空间段由5 颗静止轨道卫星（即地球的同步卫星）和30 颗非静止轨道卫星组成，下列表述正确的是（）A静止轨道卫星所受地球引力方向不变B静止轨道卫星运行速度与地球自转速度相同C静止轨道卫星和非静止轨道卫星都处于失重状态D提高非静止轨道卫星运行速度仍可使其在原轨道上运行6、（多选题）同步卫星的加速度为a1，运行速度为v1，地面附近卫星的加速度为a2，运行速度为v2，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a3，速度为 v3，则（）Av2v1v3B v3v1v2 Ca2a3a1 Da2a1a37、（多选题）图5 中的圆 a、b、c，其圆心均在地球的自转轴线上，对环绕地球作匀速圆周运动而言（）A卫星的轨道可能为aB同步卫星的轨道只可能为bC卫星的轨道可能为cD给 c 轨道上的卫星减速，它将向更高轨道运动8、（多选题）在研究宇宙发展演变的理论中，有一说法叫做“宇宙膨胀学说”，宇宙是由一个大爆炸的火球开始形成的，大爆炸后各星球以不同的速度向外运动，这种学说认为万有引力常数G 在缓慢地减小，根据这一理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比（）A公转半径R 较大B公转周期T 较小C公转速率较大D公转角速度较小9、（多选题）在地球的圆形同步轨道上有某一卫星正在运行，则下列说法正确的是（）A卫星的重力小于在地球表面时受到的重力B卫星处于完全失重状态，所受重力为零C卫星离地面的高度是一个定值D卫星相对地面静止，处于平衡状态10、（2010 年海南卷）（多选题）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，以下说法正确的是（）9 A火星表面重力加速度的数值比地球表面小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四、课时过关（每小题 20 分，共 100 分）1、假定宇宙空间站绕地球做匀速圆周运动，则在空间站上，下列实验能做成的是（）A天平称物体的质量B用弹簧秤测物体的重量C用测力计测力D用水银气压计测飞船上密闭仓内的气体压强2、已知第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度分别为7.9km/s、11.2km/s、16.7km/s，关于圆周轨道的人造地球卫星的线速度大小，以下说法正确的是（）Av7.9km/s B 7.9km/sv11.2km/s Cv11.2km/s D11.2km/sv16.7km/s 3、2012 年 4 月 30 日，西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为28 l07m。它与另一颗同质量的同步轨道卫星（轨道半径为 42 l07m）相比（）A向心力较小B线速度较大C发射速度都是第一宇宙速度D角速度较小4、（2010 年天津卷）探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比（）A轨道半径变小B向心加速度变小C线速度变小D角速度变小5、（2011 年山东卷）（多选题）甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是（）A甲的周期大于乙的周期B乙的速度大于第一宇宙速度C甲的加速度小于乙的加速度D甲在运行时能经过北极的正上方五、课后练习1、关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是（）A第一宇宙速度又叫环绕速度B第一宇宙速度又叫脱离速度C第一宇宙速度跟地球的质量无关D第一宇宙速度跟地球的半径无关2、一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行。认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量（）A飞船的轨道半径B飞船的运行速度C飞船的运行周期D行星的质量3、（多选题）2011 年 9 月 29 日我国成功发射了“天宫一号”目标飞行器，同年11 月 1 日成功发射了“神舟八号”飞船，之后两者成功实现对接。“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的轨迹如右图所示，图6 中 A 代表“天宫一号”，B 代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道，则（）A“神舟八号”通过加速可以实现与“天宫一号”对接B“天宫一号”的运行速度大于“神舟八号”的运行速度C将来宇航员在“天宫一号”上生活时可以用弹簧秤来称自己的体重D“天宫一号”的运行周期大于“神舟八号”的运行周期A 地球B 图 6 10 高一物理讲义万有引力定律应用参考答案二、学习内容（一）天体绕行的规律1、2GMar；GMvr；3GMr；32rTGM例 1、C 练习 1、C 例 2、BD 练习 2、B（二）宇宙速度1、地球表面附近，GMvR、vgR2、地球3、太阳例 3、BC 练习 3、C（三）同步卫星1、与地球自转同步，24h，赤道例 4、C 练习 4、AB 例 5、BD 练习 5、AD（四）卫星的变轨与加速例 6、AC 练习 6、B（五）多星问题例 7、BD 练习 7、C 三、即时反馈1、D 2、B 3、B 4、D 5、C 6、AD 7、BC 8、BC 9、AC 10、AB 四、课时过关1、C 2、A 3、B 4、A 5、AC 五、课后练习1、A 2、C 3、AD