高中物理万有引力定律及其应用试题

宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的A、B、C三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的万有引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：第一种是三颗星位于同一直线上，A、C两颗星围绕中央星B在同一半径为 R 的圆轨道上运行；第二种形式是A、B、C三颗星在边长为R的等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设在第一种和第二种情况下，A星体运动的线速度分别为v₁和v₂；周期分别为T₁和T₂。求：  和

一颗人造地球卫星，在地面时，所受万有引力大小为F；当它被送到距地心的距离为地球半径2倍的运行轨道后，所受万有引力大小为（    ）

A．F

B．F

C．F

D．3F

已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，月球绕地球作匀速圆周运动的周期为T。求月球距地面的高度h。

英国《新科学家（New Scientist）》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径约45km，质量和半径的关系满足（其中为光速，为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为 （     ）

A．

B．

C．

D．

某行星绕太阳运动的椭圆轨道如图所示，F₁和F₂是椭圆轨道的两个焦点，A和B是长轴上的两个点，已知行星运动到A点的速度比运行到B点的速度大，则太阳位于（ ）

A．F1

B．F2

C．A

D．B

2012年6月18日，“神舟九号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实现自动交会对接。设地球半径为R，地面重力加速度为g 。对接成功后“神州九号”和“天宫一号”一起绕地球运行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面高度约为，运行周期为T，则

A．对接成功后，“神舟九号”飞船里的宇航员受到的重力为零

B．对接成功后，“神舟九号”飞船的加速度为g

C．对接成功后，“神舟九号”飞船的线速度为

D．地球质量为^3R^3

如图，拉格朗日点L₁位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点L₁建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以、分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是

A．

B．

C．

D．

若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度v₀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．月球的第一宇宙速度

D．月球的平均密度

在中国人民抗战胜利70周年阅兵式上首次展示的东风21D中程反舰弹道导弹，是中国专门为应对航母威胁而研制的打击海上移动目标的导弹，号称“航母杀手”，在技术和国家安全战略上具有重要影响。如图为东风21D发射攻击示意图，导弹从A点发射，弹头脱离运载火箭后，在地球引力作用下，沿椭圆轨道飞行，击中海上移动目标B，C为椭圆的远地点，距地面高度为H。已知地球半径为R，地球表面重力加速度g，设弹头在C点的速度为v，加速度为a，则

A．

B．

C．

D．

发射卫星的过程可以简化成如图所示的情景：为节约能源，卫星发射到较低圆轨道Ⅰ上，然后在A点点火使卫星进入椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道的远地点B点再次点火让卫星进入更高的轨道Ⅲ作周期与地球自转周期相同的匀速圆周运动，整个过程不计空气阻力。则

A．该卫星一定是地球同步卫星

B．从轨道Ⅰ到轨道Ⅲ的过程中，卫星的机械能增大

C．卫星在Ⅲ轨道上的运行速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间

D．从A到B运动过程中，卫星上的时钟变慢

下列关于物理学发展中的史事、方法和思想总结正确的是

A．牛顿在探索万有引力的过程中利用的是类比法，通过苹果与月球的类比猜想出苹果所受的重力与月球所受的引力可能是同一性质的力

B．卡文迪许利用扭秤实验完成两个物理量的测量，一是万有引力常量，二是静电力常量；在实验中都应用到了微量放大的思想

C．伽利略利用斜槽实验，直接得出了速度与时间成正比,并合理外推得出物体自由下落的速度与时间成正比

D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这是采用了等效替代思想

设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若某质量为m的地球同步通讯卫星，离开地面的高度为H ，则它绕地球运行时所受的向心力大小为________，运行时的线速度大小为________。

研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其它条件都不变，则未来与现在相比（ ）

A．地球的第一宇宙速度变小

B．地球赤道处的重力加速度变小

C．地球同步卫星距地面的高度变小

D．地球同步卫星的线速度变小

P₁、P₂为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s₁、s₂做匀速圆周运动．图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P₁、P₂周围的a与r²的反比关系，它们左端点横坐标相同．则（ ）

A．P1的平均密度比P2的大

B．P1的“第一宇宙速度”比P2的小

C．s1的向心加速度比s2的大

D．s1的公转周期比s2的大

B.两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动的周期之比为1∶8，则它们的轨道半径之比为_________，速度之比为__________。