2019-2020学年高中物理课时分层作业9万有引力定律的应用含解析教科版必修22.pdf
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1、第 - 1 - 页 共 6 页 课时分层作业(九) 课时分层作业(九) 基础达标练 (时间:15 分钟 分值:50 分) 一、选择题(本题共 6 小题,每小题 6 分,共 36 分) 1“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星,它在距月球表面高度为 200 km 的圆形轨道 上运行, 运行周期为 127 分钟 已知引力常量G6.671011Nm2/kg2, 月球半径为 1.74103 km.利用以上数据估算月球的质量约为( ) A8.11010 kg B7.41013 kg C5.41019 kg D7.41022 kg D 天体做圆周运动时都是万有引力提供向心力,“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动
2、, 由牛顿第二定律知:,得M,其中rRh,代入数据解得M7.41022 GMm r2 42mr T2 42r3 GT2 kg,选项 D 正确 2科学家们推测,太阳系内除八大行星之外还有另一颗行星就在地球的轨道上,从地球 上看,它永远在太阳的背面,人类一直未能发现它,可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄 弟” 由以上信息可以确定( ) A这颗行星的公转周期与地球相等 B这颗行星的半径等于地球的半径 C这颗行星的密度等于地球的密度 D这颗行星上同样存在着生命 A 因只知道这颗行星的轨道半径,所以只能判断出其公转周期与地球的公转周期相等 由Gm可知,行星的质量在方程两边可以消去,因此无法知道其密度 M
3、m r2 v2 r 3(多选)科学家在研究地月组成的系统时,从地球向月球发射激光,测得激光往返时间 为t.若还已知万有引力常量G,月球绕地球旋转(可看成匀速圆周运动)的周期T,光速c(地 球到月球的距离远大于它们的半径)则由以上物理量可以求出( ) A月球到地球的距离 B地球的质量 C月球受地球的引力 D月球的质量 AB 根据激光往返时间为t和激光的速度可求出月球到地球的距离,A 正确;又因知道 月球绕地球旋转的周期T,根据Gm 2r可求出地球的质量M ,B 正确;根据题 Mm r2( 2 T) 42r3 GT2 第 - 2 - 页 共 6 页 中数据只能计算中心天体的质量,D 错误 ; 因不
4、知月球的质量,无法计算月球受地球的引力,C 也错误 4(多选)一行星绕恒星做圆周运动由天文观测可得,其运行周期为T,速度为v,引 力常量为G,则( ) A恒星的质量为 v3T 2G B行星的质量为4 2v3 GT2 C行星运动的轨道半径为 vT 2 D行星运动的加速度为2v T ACD 行星绕恒星转动一圈时,运行的距离等于周长即vT2r 得r,C 选项正 vT 2 确 ; 由万有引力公式及牛顿第二定律知mr得M 3 ,A 选项正 GMm r2 42 T2 42r3 GT2 42 GT2( vT 2) v3T 2G 确;由a,D 选项正确行星绕恒星的运动与其自身质量无关,行星的质量由已知 v2
5、r 2v T 条件无法求出,故 B 选项错误 5.“嫦娥二号”卫星环月飞行的高度距离月球表面 100 km,所探测到的有关月球的数据 比环月飞行高度为 200 km 的“嫦娥一号”更加详实若两颗卫星环月飞行均可视为匀速圆周 运动,飞行轨道如图所示则( ) A“嫦娥二号”环月飞行的周期比“嫦娥一号”更小 B“嫦娥二号”环月飞行的线速度比“嫦娥一号”更小 C“嫦娥二号”环月飞行时角速度比“嫦娥一号”更小 D“嫦娥二号”环月飞行时向心加速度比“嫦娥一号”更小 A 由T可知,A 正确 ; 由v可知 B 错误 ; 由可知,C 错误 ; 42r3 Gm月 GM月 r 2 T GM月 r3 由a可知,D 错
6、误 v2 r 6(多选)据观测,某行星外围有一模糊不清的环,为了判断该环是行星的连续物还是卫 星群,又测出了环中各层的线速度的大小和该层至行星中心的距离R,以下判断中正确的是 ( ) 第 - 3 - 页 共 6 页 A若v与R成正比,则环是连续物 B若v与R成反比,则环是连续物 C若v2与R成反比,则环是卫星群 D若v2与R成正比,则环是卫星群 AC 若环是行星的连续物, 则其角速度与行星自转的角速度相同, 故v与R成正比, A对, B 错若环是行星的卫星群,则由Gm可得v2,即v2与R成反比,C 对,D 错 Mm R2 v2 R GM R 二、非选择题(14 分) 7 火星绕太阳的运动可看作
7、匀速圆周运动, 火星与太阳间的引力提供火星运动的向心力, 已知火星运行的轨道半径为r,运行周期为T,引力常量为G,试写出太阳质量的表达式 解析 设太阳质量为M,火星的质量为m 火星与太阳间的引力提供向心力,则有 GMm r2 mv2 r v2r T 两式联立得M. 42r3 GT2 答案 4 2r3 GT2 能力提升练 (时间:25 分钟 分值:50 分) 一、选择题(本题共 4 小题,每小题 6 分,共 24 分) 1地球“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行,其离地高度为同步卫星离地 高度的十分之一,且运行方向与地球自转方向一致关于该“空间站”说法正确的有( ) A运行的加速度一定等
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