高中物理万有引力定律及其应用试题

假设将来人类登上了火星，考察完毕后乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法中正确的是                  (    )

A．飞船在轨道I上运动时的机械能大于在轨道Ⅱ上运动时的机械能

B．飞船绕火星在轨道I上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以轨道I同样的轨道半径运动的周期相同

C．飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度

D．飞船在轨道Ⅱ上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度

（1）该位置处的重力加速度g′是地面处重加速度g的多少倍？
（2）该位置距地球表面的高度h为多大？

自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比。发现此定律的科学家是     。 （2）在真空中两点电荷，相隔距离为r时的库仑力大小为F，若保持这两个点电荷的电荷量不变，当它们距离为0.2r时相互作用力为     F。

（2）A、B两颗人造卫星绕地球做圆周运动，它们的圆轨道在同一平面内，周期之比是.若两颗卫星的最近距离等于地球半径R，求这两颗卫星的周期各是多少？从两颗卫星相距最近开始计时到两颗卫星相距最远至少经过多少时间？（已知在地面附近绕地球做圆周运动的卫星周期为T₀.）

位于地球赤道上随地球自转的物体P和地球的同步通信卫星Q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。已知地球同步通信卫星轨道半径为r，地球半径为R，第一宇宙速度为v。仅利用以上已知条件能求出

A．地球同步通信卫星运行速率

B．地球同步通信卫星的向心加速度

C．随地球自转的物体的向心加速度

D．万有引力常量

⑴有一颗近地卫星绕地球表面运动，试估算其运行周期T的平方?
⑵试用地球的平均半径R、地球表面的重力加速度g、引力常量G导出地球的平均密度的表达式．

2013年12月11日，“嫦娥三号”从距月面高度为100km的环月圆轨道Ⅰ上的P点实施变轨，进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q成功落月，如图所示。关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是

A．沿轨道Ⅰ运动至P时，需制动减速才能进入轨道Ⅱ

B．沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期

C．沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度

D．在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做负功

2014年11月中国的北斗系统成为第三个被联合国认可的海上卫星导航系统，其导航系统中部分卫星运动轨道如图所示．己知a、b、c为圆形轨道

A．在轨道a、b运行的两颗卫星加速度相同

B．在轨道a、b运行的两颗卫星受到地球的引力一样大

C．卫星在轨道c、a的运行周期Ta＞Tc

D．卫星在轨道c、a的运行速度va<vc

太空中存在一些离其它恒星很远的、由三颗星组成的三星系统，可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是直线三星系统──三颗星始终在一条直线上；另一种是三角形三星系统──三颗星位于等边三角形的三个顶点上。已知某直线三星系统A 每颗星体的质量均为m，相邻两颗星中心间的距离都为R；某三角形三星系统B 的每颗星体的质量恰好也均为m，且三星系统A 外侧的两颗星作匀速圆周运动的周期和三星系统B 每颗星作匀速圆周运动的周期相等。引力常量为G，则

A．三星系统A 外侧两颗星运动的线速度大小为

B．三星系统A 外侧两颗星运动的角速度大小为

C．三星系统B 的运动周期为

D．三星系统B任意两颗星体中心间的距离为

2015年7月14日，“新视野号”探测器飞掠冥王星，成为人类首颗造访冥王星的探测器．在探测器飞赴冥王星的过程中，随着它与冥王星间距离的减小，冥王星对它的万有引力

A．变小

B．变大

C．先变小后变大

D．先变大后变小

某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻气作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变，每次测量中卫星的运动可近似看作圆周运动．某次测量卫星的轨道半径为r₁，后来变为r₂．以E_k1、E_k2表示卫星在这两个轨道上的动能，T₁，T₂表示卫星在这两上轨道上绕地运动的周期，则（ ）

A．Ek2＜Ek1，T2＜T1	B．Ek2＜Ek1，T2＞T1
C．Ek2＞Ek1，T2＜T1	D．Ek2＞Ek1，T2＞T1

如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球做匀速圆周运动轨道半径为r的卫星，C为绕地球沿椭圆轨道运动的卫星，长轴大小为a，P为B、C两卫星轨道的交点，已知A、B、C绕地心运动的周期相同，下列说法正确的是

A．物体A的线速度小于卫星B的线速度
B．卫星B离地面的高度可以为任意值
C．a与r长度关系满足a=2r
D．若已知物体A的周期和万有引力常量，可求出地球的平均密度

如图所示，人造卫星A、B在同一平面内绕地心O做匀速圆周运动．已知A，B连线在A、O连线间的夹角最大为θ，则卫星A，B的角速度之比等于（ ）

A．sin³θ       B．      C．      D．

“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空110”，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命.假设“轨道康复者”的轨道半经为地球同步卫星轨道半径的五分之一，其运动方向与地球自转方向一致，轨道平面与地球赤道平面重合，下列说法正确的是

A．“轨道康复者”可在高轨道上加速，以实现对低轨道上卫星的拯救

B．站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动

C．“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的5 倍

D．“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25倍

假定某星球的密度与地球的密度相同，它表面处的自由落体加速度是地球表面重力加速度的4倍，则该星球质量是地球质量的（球体积与半径的三次方成正比）（   ）

A．4倍

B．8倍

C．16倍

D．64倍