- 曲线运动、万有引力
- 共1187题
1.两个质量不同的天体构成双星系统,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
双星系统的结构是稳定的,故它们的角速度相等;故B错误;两个星球间的万有引力提供向心力,根据牛顿第三定律可知,两个天体的向心力大小相等,故C正确;根据牛顿第二定律,有:
其中r1+r2=L,所以r1=m2L/(m1+m2), r2=m1L/(m1+m2),
所以v1/v2=r1/r2=m1/m2,质量大的星球速度小,A错。
若在圆心处放一个质点,合力
考查方向
本题主要考查万有引力定律及其应用;向心力.
解题思路
双星系统是一个稳定的结构,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,角速度相等,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律列式分析即可
易错点
本题是双星问题,与卫星绕地球运动模型不同,两颗星都绕同一圆心做匀速圆周运动,关键抓住条件:角速度相同.
知识点
14.近期,电影《火星救援》的热映,再次激起了人们对火星的关注。某火星探测器贴近火星表面做匀速圆周运动,已知速度为v,周期为T,引力常量为G。下列说法正确的是
正确答案
解析
1、根据万有引力提供向心力求出火星质量、半径。由于等式两端都有m,故消掉,所以A错。2、飞船离开火星需要增加能量需要加速。
考查方向
解题思路
1、利用万有引力公式F=GMm/r2 和向心力公式求解有关天体的问题。
易错点
1、向心力的来源
2、利用万有引力求解天体的问题
知识点
2.牛顿提出太阳和行星间的引力后,为证明地球表面的重力和地球对月球的引力是同一种力,也遵循这个规律,他进行了“月-地检验”.已知月球的轨道半径约为地球半径的60倍,“月-地检验”是计算月球公转的( )
正确答案
解析
因为地球与月球圆周运动的中心天体分别为太阳和地球,故无法通过上述公式直接计算求得其周期、线速度和角速度的比值。考虑到题目中提及了自由落体运动的加速度,所以由“黄金代换”gR2=GM结合上述公式,可计算其表面重力加速度的比值。
考查方向
解题思路
根据公式可以求得:
;
;
;
,利用公式求解即可。
易错点
轨道半径指的是中心天体与卫星的质心距,即中心天体半径R与到中心天体表面的距离h之和,r=R+h,要注意与天体半径的区别。
知识点
11.如图所示,一航天器围绕地球沿椭圆形轨道运动,地球的球心位于该椭圆的一个焦点上,A、B两点分别是航天器运行轨道上的近地点和远地点。若航天器所受阻力可以忽略不计,则该航天器( )
正确答案
解析
(在每小题给出的四个选项中,有一个选项或多个选项正确。全部选对的得3分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
知识点
16.物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能。若取两物体相距无穷远时的引力势能为零,一个质量为m0的质点距质量为M0的引力源中心为r0时,其万有引力势能(式中G为引力常数)。一颗质量为m的人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行,已知地球的质量为M,由于受高空稀薄空气的阻力作用,卫星的圆轨道半径从r1逐渐减小到r2。若在这个过程中空气阻力做功为Wf,则在下面给出的Wf的四个表达式中正确的是( )
正确答案
解析
(在每小题给出的四个选项中,有一个选项或多个选项正确。全部选对的得3分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
知识点
7.某颗同步卫星放在赤道上等待发射,它随地球自转而做匀速圆周运动时的线速度、向心加速度、周期大小分别为vl、al、T1;发射时先将它发送到地球的近地轨道上做匀速圆周运动(可认为其轨道半径等于地球半径),此时卫星的线速度、向心加速度、周期大小分别为v2、a2、T2;其后通过变轨和调控,定点在地球同步轨道上运行,此时卫星的线速度、向心加速度、周期大小分别为v3、a3、T3。下列判断正确的是( )
正确答案
解析
同步卫星A和地球自转同步,故周期相同,所以C错误;周期相同角速度相等,据v=GM/R知,同步卫星轨道高度大线速度大,故v2>v3,故A错误;同步卫星轨道高度大于近地卫星的轨道高度,根据万有引力提供向心力有向心加速度a=GM/ r2,知近地卫星轨道半径小向心加速度大,所以a2>a3,故B正确。
考查方向
本题主要考查人造卫星的加速度、周期和轨道的关系
解题思路
根据周期相同进行比较,再比较AC根据万有引力提供圆周运动向心力由半径关系进行比较即可.
易错点
一定不能将三个物体当同一种模型分析,否则会使问题复杂化.
知识点
22.一行星绕某恒星做圆周运动.由天文观测可得其运行的周期为T、线速度的大小为v,已知引力常量为G,则行星运动的轨道半径为________,恒星的质量为________。
正确答案
,
解析
由圆周运动规律可知vT=2πr,解之可得轨道半径:r=;
由万有引力定律有: ,解得中心天体的质量为M=
考查方向
解题思路
见解析。
易错点
万有引力公式不熟练,线速度、角速度等定义不清楚
知识点
21.金星和地球绕太阳的运动可以近似地看作同一平面内的匀速圆周运动。已知金星绕太阳公转半径约为地球绕太阳公转半径的;金星半径约为地球半径的
、质量约为地球质量的
。忽略星体的自转。以下判断正确的是
正确答案
解析
(1)由(可做通用公式),可知行星或卫星公转向心加速度a与r2成反比,公转速度与公转
成反比,所以金星与地球公转向心加速度比为
,公转速度之比为
,故A选项正确,B选项错误。
(2)第一宇宙速度:航天器绕星体圆周运动,发射时所具备的最小速度,由(1)中可知,当航天器运行半径r等于星体半径R时,发射速度等于运行速度,可取最小值
,所以金星与地球第一宇宙速度之比为:
(1位小数),C选项正确。同理由(1)中
可知星体表面重力加速度为
,金星与地球重力加速度比为
,D选项正确。
考查方向
万有引力与圆周运动
解题思路
万有引力提供向心力,使物体做圆周运动,可求得物体运动的速度、向心加速度等量
易错点
未按照公式严禁推理
教师点评
考查万有引力与圆周运动的知识点,体型较好,但涉及数值估算为1位小数,未做具体说明,误差较大。
知识点
20.有两颗行星A、B,在这两颗行星表面附近各有一颗卫星,若这两颗卫星运动的周期相等,则下列说法正确是
正确答案
解析
利用匀速圆周运动周期公式 T=2π/ω
万有引力提供向心力公式 GMm/r2=mω2r
再结合球体积公式 V=4πr3行星/3
再利用近地近似 r行星=r
联立运算即可的答案
考查方向
匀速圆周运动的运用
解题思路
利用匀速圆周运动周期公式,和万有引力公式
易错点
容易主观的认为两颗行星的半径相同
知识点
15.已知地球质量大约是月球质量的81倍,地球半径大约是月球半径的4倍。如图所示,甲.乙两个完全相同的斜面分别固定在地球和月球的水平地面上,将相同的小球从斜面上的同一高度O点处,以相同初速度沿水平方向抛出,分别落在甲.乙斜面上的A.B两点(图中未画出)。不计空气阻力且忽略地球和月球自转影响,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
考查方向
万有引力定律及其应用,向心力
解题思路
根据万有引力等于重力,求出地球表面和月球表面的重力加速度之比,根据分析合力做功大小和末速度大小关系,根据平抛运动的规律求出小球的时间大小关系.
教师点评
知识点
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