2015届高考物理一轮复习小专题（人教版）：4-4 万有引力与航天 WORD版含解析.DOC

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1、4-4 万有引力与航天一、选择题1(2013西北工业大学附属中学适应性测试)发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是()A开普勒、卡文迪许 B开普勒、伽利略C牛顿、卡文迪许 D牛顿、伽利略答案C解析牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，故C正确，其余选项错误。2(2013广州一模)地球赤道上的物体随地球自转而做圆周运动的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为1；地球同步卫星的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为2；设物体与卫星的质量相等，则()AF1F2 Ba1a2Cv1r1，所以v1v2，C对。因为ar2，所以a1a2，因为Fma，而物体与卫星

2、的质量相等，所以F1R)，不计卫星间的相互作用力，则()A这两颗卫星的加速度大小相等，大小均为gB卫星1由位置A运动至位置B所需的时间为C卫星1向后喷气就一定能追上卫星2D卫星1中的仪器因不受重力而处于完全失重状态答案B解析在地面处mg，g，轨道处的加速度a，由于rR，故A错误；卫星1由位置A运动至位置B所需的时间tT，而T2，所以t，B正确；卫星1向后喷气加速，会变轨到高轨道，不会追上卫星2，故C错误；卫星1中的仪器处于完全失重状态，但仍受重力作用，D错误。8(2014广东深圳高级中学模拟)2013年6月20日，中国首次太空授课活动成功举行，“神舟十号”航天员在“天宫一号”空间站上展示了失重

3、环境下的物理现象。“空间站”是科学家进行天文探测和科学实验的特殊而又重要的场所。假设某“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上匀速率运行，其离地高度约为地球半径的(同步卫星离地高度约为地球半径的5.6倍)，且运行方向与地球自转方向一致，则()A“神舟十号”飞船要与“天宫一号”对接，必须在高轨道上减速B“天宫一号”运行的速度大于地球的第一宇宙速度C站在地球赤道上的人观察到该“空间站”向东运动D在“空间站”工作的宇航员因受到平衡力而在其中悬浮答案C解析“神舟十号”飞船要与“天宫一号”对接，可以在低轨道上加速，A错；由GMm/r2mv2/r得v，即“天宫一号”运行的速度小于地球的第一宇宙速度，B错；

4、由于“空间站”轨道高度低于同步卫星轨道高度，即“空间站”运行角速度大于地球自转角速度，所以站在地球赤道上的人观察到“空间站”向东运动， C对；在“空间站”工作的宇航员因完全失重而在其中悬浮，D错。二、非选择题9(2013广西师范大学附属中学测试)磁悬浮列车以大小为v的速度沿赤道高速向东行驶，某时刻人造地球卫星A正好经过磁悬浮列车正上方，运动方向与磁悬浮列车的运动方向相同，列车行驶路程s后，卫星又一次通过列车的正上方。已知地球的半径为R，自转周期为T0，地球表面的重力加速度为g，求卫星离地面的高度。答案R解析设卫星的角速度为，在列车行驶路程s的时间t内，有t()t2万有引力提供向心力Gmv2(R

5、h)且GMgR2联立解得R10(2013五莲一中月考)已知下列数据：(1)地面附近物体的重力加速度g；(2)地球半径R；(3)月球与地球的两球心间的距离r；(4)卫星环绕地球运动的第一宇宙速度v1；(5)月球绕地球运动的周期T1；(6)地球绕太阳运动的周期T2；(7)万有引力常数G。试选取适当的数据估算地球的质量。(要求给出两种方法)答案见解析解析方法一：根据万有引力定律，在地球表面附近有Gmg得M地方法二：在地球表面附近，根据万有引力提供向心力得M地方法三：月球绕地球运动可近似看做是匀速圆周运动，据万有引力定律Gr得M地11(2013仙桃中学测试)“天宫一号”成功发射，标志着我国迈向了空间站

6、时代。“天宫一号”沿椭圆轨道运行，近地点离地面高度h1200km，远地点离地面高度h2347km。若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响，求：(结果均用符号表示，不作数字计算)(1)环绕地球做匀速圆周运动的卫星的最小周期；(2)“天宫一号”的运行周期。答案(1)2(2)解析(1)设地球质量为M，轨道半径等于地球半径的近地卫星周期为T1，则mgmR()2联立解得T12(2)设“天宫一号”的周期为T2，由开普勒第三定律得()2解得T212.(2013柳州高中质检)为了防止军事布防被敌对国卫星监视，世界上很多国家纷纷发展各自的反卫星监视武器，其中，激光武器就是一种攻击间谍卫星的有效武器。如图所示，在某时刻卫星A与激光发射地B恰好在同一条直径上，地球的半径为R，卫星离地面的高度为h，地球表面的重力加速度为g。激光沿地球的半径方向竖直向上，速度为c。为了当卫星运动到激光发射地正上方时恰好将其摧毁，则从图示位置开始至少经过多长时间才可以发射激光？(不考虑地球的自转)答案解析卫星做匀速圆周运动所需的向心力由万有引力提供，即Gm2(Rh)对在地球表面上的质量为m0的物体有Gm0g设从题中图示时刻开始经历时间t，发射的激光恰好能射到卫星上，则t联立解得t