2020-2021学年高一物理人教版必修2同步课时作业（11）万有引力理论的成就
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高一物理人教版必修2同步课时作业（11）万有引力理论的成就 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 385.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-01-23 20:46:23 | ||
图片预览
文档简介
2020-2021学年高一物理人教版必修2同步课时作业
（11）万有引力理论的成就
1.若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度水平抛出一个小球,测出小球的水平射程为L。已知月球半径为R,万有引力常量为G。则下列说法正确的是( )
A.月球表面的重力加速度 B.月球的质量
C.月球的自转周期 D.月球的平均密度
2.牛顿在思考万有引力定律时就曾想,把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落点一次比一次远。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。如图所氺是牛顿设想的一颗卫星,它沿椭圆轨道运动。下列说法正确的是( )
A.地球的球心与椭圆的中心重合
B.卫星在近地点的速率小于在远地地球点的速率
C.卫星在远地点的加速度小于在近地点的加速度
D.卫星与椭圆中心的连线在相等时间内扫过相等的面积
3.已知地球质量为月球质量的81倍,地球半径约为月球半径的4倍。若在月球和地球表面同样高度处,以相同的初速度水平抛出物体,抛出点与落地点间的水平距离分别为和,则约为(???)
A.9:4???????? B.6:1???????? C.3:2???????? D.1:1
4.“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星.若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期T,已知引力常数G,半径为R的球体体积公式,则可估算月球的( )
A.密度 B.质量 C.半径 D.自转周期
5.土星最大的卫星叫“泰坦”(如图),每16天绕土星一周,其公转轨道半径约为,已知引力常,则土星的质量约为( )
A. B. C. D.
6.太阳系的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象。图中坐标系的横轴是,纵轴是;这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。和分別是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道的半径。下列4幅图中正确的是( )
A. B.
C. D.
7.已知下面的哪组数据,可以算出地球的质量M (引力常量G已知)( ?)
A.月球绕地球运动的周期及月球到地球中心的距离
B.地球绕太阳运行周期及地球到太阳中心的距离
C.人造卫星在地面附近的运行速度和运行周期
D.地球绕太阳运行的速度及地球到太阳中心的距离
8.已知地球的半径为R、表面重力加速度为g,月球绕地球做圆周运动的轨道、径为周期为T,则月球运动的向心加速度可表示为( )
A. B. C. D.
9.如图甲所示是我军展示的洲际弹道导弹。如图乙所示,从地面上A点发射一枚中远程巾地对地导弹,在引力作用下沿椭圆轨道飞行击中地面目标为轨道的远地点,距地面高度为h。已知地球半径为R,地球质量为M,引力常量为G,不计空气阻力。下列结论中正确的是( )
A.导弹在运动过程中只受重力作用,做匀变速曲线运动
B.导弹在C点的加速度为
C.地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点
D.导弹从A点到B点的时间可能比近地卫星的周期小
10.假设地球为质量分布均匀的球体.已知地球表面的重力加速度在两极处的大小为,在赤道处的大小为g,地球半径为R,则地球的自转周期T为________.
答案以及解析
1.答案：A
解析：平抛运动的时间,再根据得,故A正确。由,可得,故B错误。根据题目条件不能求解月球白转的周期,故C错误。月球的平均密度,故D错误。
2.答案：C
解析：地球的球心与椭圆的一个焦点重合,故A错误;根据开普勒第二定律可知,卫星与地球中心的连线在相等时间内扫过的面积相等,那么在相等时间内卫星通过近地点的弧长大于在远地点的弧长,故在近地点的速率大于在远地点的速率,故B、D错误;根据万有引力定律和牛顿运动定律可知,即,故卫星在远地点的加速度小于在近地点的加速度,故C正确。
3.答案：A
解析：设月球质量为,半径为,地球质量为M,半径为R。
已知,,根据万有引力等于重力得,则有
因此①
由题意从同样高度抛出,②
联立①②解得
在地球上的水平位移
在月球上的水平位移
所以。
4.答案：A
解析：研究“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式,由于嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行,所以R可以认为是月球半径;根据密度公式:,故A正确。
5.答案：B
解析：卫星绕土星运动,土星的引力提供卫星做圆周运动的向心力。设土星质量为M,,解得,代入计算可得,故B正确,A、C、D错误。
6.答案：B
解析：由开普勒第三定律,得,,则图线的斜率为,故B正确。
7.答案：AC
解析：求解中心天体质量的方法是利用万有引力提供向心力,即，可知AC正确，BD错误。
8.答案：AC
解析：对地球表面物体,重力等于万有引力,故;对月球,根据万有引力定律和牛顿第二定律,有;联立解得,或者。故A、C正确。
9.答案：BCD
解析：导弹在运动过程中所受重力的方向一直在变,不是做匀变速曲线运动,故A错误;导弹在C点受到的万有引力,所以,故B正确;导弹沿椭圆轨道运动,地球球心位于椭圆的焦点上,故C正确;导弹的轨迹长度未知,运动时间可能小于近地卫星的周期,故D正确。
10.答案：
解析：以M表示地球的质量,m表示物体的质量,根据万有引力与重力的关系,有
,
联立解得.
（11）万有引力理论的成就
1.若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度水平抛出一个小球,测出小球的水平射程为L。已知月球半径为R,万有引力常量为G。则下列说法正确的是( )
A.月球表面的重力加速度 B.月球的质量
C.月球的自转周期 D.月球的平均密度
2.牛顿在思考万有引力定律时就曾想,把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落点一次比一次远。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。如图所氺是牛顿设想的一颗卫星,它沿椭圆轨道运动。下列说法正确的是( )
A.地球的球心与椭圆的中心重合
B.卫星在近地点的速率小于在远地地球点的速率
C.卫星在远地点的加速度小于在近地点的加速度
D.卫星与椭圆中心的连线在相等时间内扫过相等的面积
3.已知地球质量为月球质量的81倍,地球半径约为月球半径的4倍。若在月球和地球表面同样高度处,以相同的初速度水平抛出物体,抛出点与落地点间的水平距离分别为和,则约为(???)
A.9:4???????? B.6:1???????? C.3:2???????? D.1:1
4.“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星.若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期T,已知引力常数G,半径为R的球体体积公式,则可估算月球的( )
A.密度 B.质量 C.半径 D.自转周期
5.土星最大的卫星叫“泰坦”(如图),每16天绕土星一周,其公转轨道半径约为,已知引力常,则土星的质量约为( )
A. B. C. D.
6.太阳系的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象。图中坐标系的横轴是,纵轴是;这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。和分別是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道的半径。下列4幅图中正确的是( )
A. B.
C. D.
7.已知下面的哪组数据,可以算出地球的质量M (引力常量G已知)( ?)
A.月球绕地球运动的周期及月球到地球中心的距离
B.地球绕太阳运行周期及地球到太阳中心的距离
C.人造卫星在地面附近的运行速度和运行周期
D.地球绕太阳运行的速度及地球到太阳中心的距离
8.已知地球的半径为R、表面重力加速度为g,月球绕地球做圆周运动的轨道、径为周期为T,则月球运动的向心加速度可表示为( )
A. B. C. D.
9.如图甲所示是我军展示的洲际弹道导弹。如图乙所示,从地面上A点发射一枚中远程巾地对地导弹,在引力作用下沿椭圆轨道飞行击中地面目标为轨道的远地点,距地面高度为h。已知地球半径为R,地球质量为M,引力常量为G,不计空气阻力。下列结论中正确的是( )
A.导弹在运动过程中只受重力作用,做匀变速曲线运动
B.导弹在C点的加速度为
C.地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点
D.导弹从A点到B点的时间可能比近地卫星的周期小
10.假设地球为质量分布均匀的球体.已知地球表面的重力加速度在两极处的大小为,在赤道处的大小为g,地球半径为R,则地球的自转周期T为________.
答案以及解析
1.答案：A
解析：平抛运动的时间,再根据得,故A正确。由,可得,故B错误。根据题目条件不能求解月球白转的周期,故C错误。月球的平均密度,故D错误。
2.答案：C
解析：地球的球心与椭圆的一个焦点重合,故A错误;根据开普勒第二定律可知,卫星与地球中心的连线在相等时间内扫过的面积相等,那么在相等时间内卫星通过近地点的弧长大于在远地点的弧长,故在近地点的速率大于在远地点的速率,故B、D错误;根据万有引力定律和牛顿运动定律可知,即,故卫星在远地点的加速度小于在近地点的加速度,故C正确。
3.答案：A
解析：设月球质量为,半径为,地球质量为M,半径为R。
已知,,根据万有引力等于重力得,则有
因此①
由题意从同样高度抛出,②
联立①②解得
在地球上的水平位移
在月球上的水平位移
所以。
4.答案：A
解析：研究“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式,由于嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行,所以R可以认为是月球半径;根据密度公式:,故A正确。
5.答案：B
解析：卫星绕土星运动,土星的引力提供卫星做圆周运动的向心力。设土星质量为M,,解得,代入计算可得,故B正确,A、C、D错误。
6.答案：B
解析：由开普勒第三定律,得,,则图线的斜率为,故B正确。
7.答案：AC
解析：求解中心天体质量的方法是利用万有引力提供向心力,即，可知AC正确，BD错误。
8.答案：AC
解析：对地球表面物体,重力等于万有引力,故;对月球,根据万有引力定律和牛顿第二定律,有;联立解得,或者。故A、C正确。
9.答案：BCD
解析：导弹在运动过程中所受重力的方向一直在变,不是做匀变速曲线运动,故A错误;导弹在C点受到的万有引力,所以,故B正确;导弹沿椭圆轨道运动,地球球心位于椭圆的焦点上,故C正确;导弹的轨迹长度未知,运动时间可能小于近地卫星的周期,故D正确。
10.答案：
解析：以M表示地球的质量,m表示物体的质量,根据万有引力与重力的关系,有
,
联立解得.