高中物理万有引力定律及其应用试题

设地球同步卫星的质量为m，它距离地面的高度为h，地球的质量为M、半径为R、自转角速度为ω，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则该同步卫星所受向心力可表示为（    ）

A．mω^2（R+h）

B．mR^2g/（R+h）^2

C．G

D．m （R+h）^2g/ R^2

2013年6月我国宇航员在天宫一号空间站中进行了我国首次太空授课活动，并演示了太空“质量测量仪”测质量的实验，助教聂海胜将自己固定在支架一端，王亚平将连接运动机构的弹簧拉到指定位置，如图所示；松手后，弹簧凸轮机构产生恒定的作用力，使弹簧回到初始位置，同时用光栅测速装置测量出支架复位时的速度和所用时间。这样，就测出了聂海胜的质量为74kg。下列关于“质量测量仪”测质量的说法正确的是

A．测量时仪器必须水平放置

B．测量时仪器必须竖直放置

C．其测量原理根据万有引力定律

D．其测量原理根据牛顿第二定律

探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空，最终进入距月球表面高为h的圆形工作轨道。设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列说法正确的是
A 飞行试验器在工作轨道上的加速度为
B 飞行试验器绕月球运行的周期为
C 飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为
D 月球的平均密度为

如图所示，一个质量均匀分布的星球，绕其中心轴PQ自转，AB与PQ是互相垂直的直径。星球在A点的重力加速度是P点的90%，星球自转的周期为，万有引力常量为，则星球的密度为

A     B        C       D

“神舟”六号载人飞船在空中环绕地球做匀速圆周运动，某次经过赤道的正上空时，对应的经度为θ₁，飞船绕地球转一圈后，又经过赤道的正上空，此时对应的经度为θ₂（θ₁、θ₂均表示弧度）．已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T₀．求飞船运行的圆周轨道离地面高度h的表达式．（用θ₁、θ₂、T₀、g和R表示）．

关于绕地运行的人造地球卫星，下列说法中正确的是：

A．卫星离地球越远，角速度越大

B．卫星运行的瞬时速度可以大于7.9km/s

C．同一圆轨道上运行的两颗卫星，线速度大小可能不同

D．地球同步卫星可以经过两极上空

行星绕太阳公转轨道是椭圆，冥王星公转周期为T₀，其近日点距太阳的距离为a，远日点距太阳的距离为b，半短轴的长度为c，如图所示．若太阳的质量为M，万有引力常数为G，忽略其它行星对它的影响，则：    （    ）

A．冥王星从B→C→D的过程中，速率逐渐变小

B．冥王星从A→B→C的过程中，万有引力对它做负功

C．冥王星从A→B所用的时间等于

D．冥王星在B点的加速度为

以下说法正确的是（     ）

A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变

B．牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性

C．卡文迪许测出了引力常量G的数值

D．库伦第一个测出了元电荷的电量

如图为“高分一号”卫星与北斗导航系统中的“G₁”卫星，在空中某一平面内绕地心O做匀速圆周运动的示意图。已知卫星“G₁”的轨道半径为r，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G。则（    ）

A．“高分一号”的加速度小于卫星“G1”的加速度

B．“高分一号”的运行速度大于第一宇宙速度

C．卫星“G1”的周期为

D．地球的质量为

据报道一颗来自太阳系外的彗星于2014年10月20日擦火星而过。如图所示，假设火星绕太阳做匀速圆周运动，轨道半径为r，周期为T。该彗星在穿过太阳系时由于受到太阳的引力，轨道发生弯曲，彗星与火星在圆轨道A点“擦肩而过”。已知万有引力常量G，则

A．可计算出火星的质量

B．可计算出彗星经过A点时受到的引力

C．可计算出彗星经过A点的速度大小

D．可确定彗星在A点的速度大于火星绕太阳的速度

某星球的质量为M，在该星球表面某一倾角为θ的山坡上以初速度v₀平抛一物体，经过时间t该物体落到山坡上.欲使该物体不再落回该星球的表面，求至少应以多大的速度抛出该物体？（不计一切阻力，万有引力常数为G）

土星的卫星很多，现已发现数十颗，这些卫星的运动可视为绕土星的匀速圆周运动。下表是有关土卫五和土卫六两颗卫星的一些参数。下列说法正确的是

A．土卫五的公转速度比土卫六的小

B．土卫五的公转周期比土卫六的小

C．土卫五表面的重力加速度比土卫六的大

D．土星对土卫五的万有引力约为其对土卫六万有引力的1/10倍

2008年9月25日21点10分，我国继“神州”五号、六号载人飞船后又成功地发射了“神州”七号载人飞船。飞船绕地飞行五圈后成功变轨到距离地面一定高度的近似圆形轨道。航天员翟志刚于27日16点35分开启舱门，开始进行令人振奋的太空舱外活动，若地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，飞船运行的圆轨道距地面的高度为h，不计地球自转的影响，求
（1）飞船绕地球运行加速度的大小；（2）飞船绕地球运行的周期。

将冥王星和土星绕太阳的运动都看做匀速圆周运动。已知冥王星绕太阳的公转周期约是土星绕太阳公转周期的8倍。那么冥王星和土星绕太阳运行的轨道半径之比约为

A．2∶1

B．4∶1

C．8∶1

D．16∶1

如图所示，“神舟”十号宇宙飞船控制中心的大屏幕上出现的一幅卫星运行轨迹图，它记录了飞船在地球表面垂直投影的位置变化；图中表示在一段时间内飞船绕地球圆周飞行四圈，依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹①、②、③、④，图中分别标出了各地点的经纬度（如：在轨迹①通过赤道时的经度为西经157.5°，绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时经度为180°……），若地球质量为M，地球半径为R，万有引力恒量为G 。请完成以下问题：

①飞船轨道平面与赤道平面的夹角为                ；
②飞船绕地球运行的周期（写出分析原因及计算过程）
③飞船运行轨道距地球表面的高度（写出计算过程）。