高中物理万有引力定律及其应用选择题

迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Gliese581”运行的行星“G1﹣58lc”却很值得我们期待．该行星的温度在O℃到40℃之间、质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日．“Gliese581”的质量是太阳质量的0.31倍．设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，分别绕其中心天体做匀速圆周运动，则

A．在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同

B．该行星的近地卫星环绕周期是地球的近地卫星环绕周期的

C．如果人到了该行星，其体重是地球上的

D．该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的倍

某载人飞船运行的轨道示意图如图所示，飞船先沿椭圆轨道1运行，近地点为Q，远地点为P。当飞船经过点P时点火加速，使飞船由椭圆轨道1转移到圆轨道2上运行，在圆轨道2上飞船运行周期约为90min。关于飞船的运行过程，下列说法中正确的是

A．飞船在轨道1和轨道2上运动时的机械能相等

B．飞船在轨道1上运行经过P点的速度小于经过Q点的速度

C．卫星在轨道2上时处于超重状态

D．飞船在轨道1上运行经过P点的加速度等于在轨道2上运行经过P点的加速度

两颗卫星在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动，这两颗卫星的（ ）

A．线速度相同	B．周期相同
C．质量一定相同	D．向心力一定相同

我国发射了一颗地球资源探测卫星，发射时，先将卫星发射至距离地面50km的近地圆轨道1上，然后变轨到近地点距离地面50km、远地点距离地面1500km的椭圆轨道2上，最后由轨道2进入半径为7900km的圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点．忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是（ ）

A．该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处点火加速

B．该卫星在轨道2上稳定运行时，P点的速度小于Q点的速度

C．该卫星在轨道2上Q点的加速度大于在轨道3上Q点的加速度

D．该卫星在轨道3的机械能小于在轨道1的机械能

某人造地球卫星在近似圆轨道上运行的过程中，由于轨道所在处的空间存在极其稀薄的空气，则（ ）

A．如不加干预，卫星所受的万有引力将越来越小

B．如不加干预，卫星运行一段时间后动能会增加

C．卫星在近似圆轨道上正常运行时，由于失重现象卫星内的物体不受地球引力作用

D．卫星在近似圆轨道上正常运行时，其速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为E_p=﹣，其中G为引力常量，M为地球质量．该卫星原来在半径为R₁的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R₂，此过程中因摩擦而产生的热量为（ ）

A．GMm（﹣）	B．GMm（﹣）
C．（﹣）	D．（﹣）

有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（ ）

A．a的向心加速度等于重力加速度g

B．c在4 h内转过的圆心角是

C．b在相同时间内转过的弧长最长

D．d的运动周期有可能是23h

牛顿以其力学的三大定律和万有引力定律而奠定了在物理学史上不可撼动的地位，关于牛顿运动定律和万有引力定律，下列描述正确的是（ ）

A．牛顿第一定律是经过多次的实验验证而得出的

B．牛顿第三定律和第一、第二定律共同组成了牛顿运动定律，阐述了经典力学中基本的运动规律

C．牛顿提出万有引力定律并据此计算出了地球的质量

D．牛顿第一定律只是牛顿第二定律的一个特例

同步卫星的加速度为a₁，运行速度为v₁，地面附近卫星的加速度为a₂，运行速度为v₂，地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a₃，速度为v₃，则（ ）

A．v2＞v1＞v3	B．v3＞v1＞v2
C．a2＞a3＞a1	D．a2＞a1＞a3

如图所示，发射远程弹道导弹，弹头脱离运载火箭后，在地球引力作用下，沿椭圆轨道飞行，击中地面目标B．C为椭圆轨道的远地点，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．关于弹头在C点处的速度v和加速度a，下列结论正确的是（ ）

A．v=，a=    B．v＜，a=
C．v=，a＞    D．v＜，a＜

已知水星和金星两个星球的质量之比和半径之比，可以求出两个星球的

A．密度之比	B．第一宇宙速度之比
C．表面重力加速度之比	D．水星和金星绕太阳运动的周期之比

据报道，天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”，名为“55 Cancrie”，该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周期的，母星的体积约为太阳的60倍．假设母星与太阳密度相同，“55 Cancrie”与地球均做匀速圆周运动，则“55 Cancrie”与地球的(  )

A．轨道半径之比约为

B．轨道半径之比约为

C．向心加速度之比约为

D．向心加速度之比约为

有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则下面叙述中不正确的是  (    )

A．a的向心加速度等于重力加速度g

B．在相同时间内b转过的弧长最长

C．c在4小时内转过的圆心角是

D．d的运动周期有可能是28小时

如图所示，在月球椭圆轨道上，已关闭动力的探月卫星在月球引力作用下向月球靠近，并将在B处变轨进入半径为 r、周期为T的环月轨道运行，已知万有引力常量为G。下列说法中正确的是（  ）

A．在椭圆轨道上，探月卫星向月球靠近过程速度增大

B．由题中条件可以算出探月卫星在环月轨道上所受到的月球引力大小

C．由题中条件可以算出月球的平均密度

D．探月卫星在B处变轨进入环月轨道时必须点火减速

人教版高中物理教材必修2中介绍，亚当斯通过对行星“天王星”的长期观察，发现其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间t发生一次最大的偏离。亚当斯利用牛顿发现的万有引力定律对观察数据进行计算，认为形成这种现象的原因可能是天王星外侧还存在着一颗未知行星（后命名为海王星），它对天王星的万有引力引起其轨道的偏离。设海王星运动轨道与天王星在同一平面内，且与天王星的绕行方向相同，天王星的运行轨道半径为R，周期为T。利用上述三个物理量能推导出海王星绕太阳运行的圆轨道半径是（  ）

A．

B．

C．

D．