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2017届高三物理(第02期)好题速递分项解析汇编专题06万有引力定律(含解析)

专题 06 万有引力定律 B.同步卫星加速度小于赤道上物体向心加速度 C. t1 ? T ? arcsin 3 R gR 2T 2 4? 2 D.同步卫星加速度大于近地卫星的加速度 【答案】C 【解析】 -1- sin ? ? 同步卫星相对地心转过角度为 ? ? 2?, R 2? t ,解得: ,结合 ? ? ?t ? r T t1 ? T ? arcsin 3 R gR T 4? 2 2 2 ,故 C 正确;根据 G Mm GM ? ma 可得 a ? ,轨道半径越大,向心 2 r r 加速度越小,所以同步卫星加速度小于近地卫星的加速度,D 错误。 考点:考查了同步卫星 【名师点睛】同步卫星绕地球做匀速圆周运动,受到的万有引力提供向心力,其向心力用周 期表示,结合“黄金代换”求出同步卫星的轨道半径,再利用几何关系确定太阳照不到同步 卫星的范围,那么,即可求出看不到卫星的时间. 2.【贵州省遵义航天高级中学 2017 届高三第一次模拟考试理科综合】关于环绕地球运行的卫 星,下列说法正确的是( ) A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星,可能具有相同的周期 B.沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道不同位置可能具有相同的速率 C.在赤道上空运行的两颗地球同步卫星,它们的轨道半径有可能不同 D.沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星,它们的轨道平面一定会重合 【答案】AB 【解析】 考点:开普勒行星定律,万有引力定律的应用,同步卫星 3.【湖北省孝感高级中学 2017 届高三 9 月调考】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 -2- A.物体 A 的线速度大于卫星 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 【答案】C 【解析】 考点:万有引力定律的应用 【名师点睛】本题考查了万有引力定律、开普勒定律与圆周运动的综合,知道 A 做圆周运动, 不是靠万有引力提供向心力,抓住 A、B 的周期相等,结合线速度与周期的关系比较线速度大 小。 4.【湖南省长沙市长郡中学 2017 届高三上学期第二次周测】一恒星系统中,行星 a 绕恒星做 圆周运动的公转周期是 0.6 年,行星 b 绕恒星做圆周运动的公转周期是 1.9 年,根据所学知 识比较两行星到恒星的距离关系 A、行星 a 距离恒星近 B、行星 b 距离恒星近 C、行星 a 和行星 b 到恒星的距离一样 -3- D、条件不足,无法比较 【答案】A 【解析】 试题分析:根据开普勒第三定律 考点:开普勒三定律。 【名师点睛】掌握开普勒三定律,可以了解行星运动的规律,包括轨道及快慢。 5. 【石家庄市第二中学 2017 届高三 9 月月考理科综合】已知某星球的自转周期为 T,物体在 该星球赤道上随该星球自转的向心加速度为 a,该星球赤道上物体的重力加速度为 g,要使该 星球赤道上的物体“飘”起来,该星球的自转周期要变为 A. Ta Tb 2 2 ? ra rb 3 3 可知 ra ? rb 故选 A。 a T g B. a T g ?a C. a T g?a D. a T g 【答案】C 【解析】 考点:考查了万有引力定律的应用 【名师点睛】本题直接根据向心加速度的表达式进行比较,关键要知道物体“飘”起来时的 加速度,熟悉向心加速度公式 a ? 4? 2 r. T 1 ,质量是地球质量 2 6.【石家庄市第二中学 2017 届高三 9 月月考理科综合】随着科技的迅速发展,将来的某一填, 同学们也许会在火星上享受荡秋千的乐趣。已知火星半径是地球半径的 的 1 , 地球表面重力加速度是 g, 可将人视为质点, 秋千质量不计, 摆长不变, 摆角小于 90°, 9 忽略星体自转的影响,则 (1)该星球表面附近的重力加速度 g火 等于多少? -4- (2)若某同学荡秋千经过最低位置的速度为 v0 ,其能上升的最大高度是多少? 【答案】 (1) 【解析】 4 9v 2 g(2) 0 9 8g (2)设人能上升的最大高度为 h,由功能关系得 mg 火 h= 联立③④解得 h= 1 2 mv0 ④ 2 9v0 2 8g 考点:考查了万有引力定律的应用 【名师点睛】在万有引力这一块,涉及的公式和物理量非常多,掌握公式 G Mm v2 4? 2 2 ? m ? m ? r ? m r ? ma 在做题的时候,首先明确过程中的向心力,然后弄清 r2 r T2 楚各个物理量表示的含义,最后选择合适的公式分析解题,另外这一块的计算量一是非常大 的,所以需要细心计算 7.【内蒙古集宁一中 2016 届高三上学期第二次月考理科综合】 )如图所示,a 为放在赤道上相 对地球静止的物体,随地球自转做匀速圆周运动,b 为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造 卫星(轨道半径等于地球半径) ,c 为地球的同步卫星,以下关于 a、b、c 的说法中正确的是 ( ) A. a、b、c 的向心加速度大小关系为 ab>ac>aa C. a、b、c 的线速度大小关系为 Va=Vb>Vc 【答案】A B. a、b、c 的角速度大小关系为 ω a>ω b>ω c D. a、b、c 的周期关系为 Ta>Tc>Tb -5- 【解析】 考点:万有引力定律的应用 【名师点睛】本题关键是通过分类比较,知道地球表面物体重力不完全提供随地球自转的向 心力,即放在地面的物体和人造卫星所受的力是不同的;地面上的物体与同步卫星的角速度 和周期相同;同时要熟练掌握公式 G mM 4? 2 v2 = ma = mr = m ? m? 2

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