1、义乌三中高一物理4.5 万有引力定律及其应用一、单项选择题1.两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起时，它们之间的万有引力为F.若两个半径为实心小铁球半径2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为 ()A2F B4F C8F D16F2.如图1所示，A和B两行星绕同一恒星C做圆周运动，旋转方向相同，A行星的周期为T1，B行星的周期为T2，某一时刻两行星相距最近，则 ()A经过T1T2两行星再次相距最近 图1B经过两行星再次相距最近C经过两行星相距最远D经过两行星相距最远3.(北京高考)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
2、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4.(2009重庆理综)据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道距月球表面分别约为200 km和100 km，运行速率分别为v1和v2.那么，v1和v2的比值为(月球半径取1 700 km) ()A. B. C. D.5.假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行已知地球半径为6.4106 m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6107 m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期以下数据中最接近其运行周期的是 ()A0.6小时 B1.6小时 C4.0小时 D2
3、4小时6.星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为第二宇宙速度星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2v1.已知某星球的半径为r，表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的，不计其它星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为 ()A. B. C. D.gr7.太空被称为是21世纪技术革命的摇篮摆脱地球引力，在更“纯净”的环境中探求物质的本质，拨开大气层的遮盖，更直接地探索宇宙的奥秘，一直是科学家们梦寐以求的机会“神舟”系列载人飞船的成功发射与回收给我国航天界带来足够的信心，我国提出了载人飞船太空实验室空间站的三部曲构想某宇航员要与轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站 ()A只能从较低轨
4、道上加速B只能从较高轨道上加速C只能从空间站同一高度的轨道上加速D无论在什么轨道上，只要加速都行8.质量相等的甲、乙两颗卫星分别贴近某星球表面和地球表面围绕其做匀速圆周运动，已知该星球和地球的密度相同，半径分别为R和r，则 ()A甲、乙两颗卫星的加速度之比等于RrB甲、乙两颗卫星所受的向心力之比等于11C甲、乙两颗卫星的线速度之比等于11D甲、乙两颗卫星的周期之比等于Rr二、多项选择题9.(山东高考)我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟下列判
5、断正确的是 () A飞船变轨前后的机械能相等B飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度D飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度10.据报道，我国数据中继卫星 “天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77赤道上空的同步轨道关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是 ()A绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大B离地面高度一定，相对地面静止C周期与静止在赤道上物体的周期相等D向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等三
6、、非选择题11.(2009北京理综)已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响(1)推导第一宇宙速度v1的表达式；(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T.12.飞天同学是一位航天科技爱好者，当他从新闻中得知，中国航天科技集团公司将在2010年底为青少年发射第一颗科学实验卫星“希望一号”卫星(代号XW1)时，他立刻从网上搜索有关“希望一号”卫星的信息，其中一份资料中给出该卫星运行周期10.9 min.他根据所学知识计算出绕地卫星的周期不可能小于83 min，从而断定此数据有误已知地球的半径R6.4106 m，地球表面的重力加速度g10
7、m/s2.请你通过计算说明为什么发射一颗周期小于83 min的绕地球运行的人造地球卫星是不可能的答案 1.D 2.B 3.B 4.C 5.B 6.C 7.A 8.A 9.BC 10. ABC11. (1)(2) 12.设地球质量为M，航天器质量为m，航天器绕地球运行的轨道半径为r、周期为T，根据万有引力定律和牛顿运动定律有Gmr，解得T2.由上式可知，轨道半径越小，周期越小因此，卫星贴地飞行(rR)的周期最小，设为Tmin，则Tmin2质量为m的物体在地球表面上所受重力近似等于万有引力，即Gmg，因此有GMgR2联立解得Tmin25 024 s83.7 min 因绕地球运行的人造地球卫星最小周期为83.7 min，所以发射一颗周期为83 min的绕地球运行的人造地球卫星是不可能的