高考物理江蘇專版總復習課時作業(yè)： 十六 開普勒定律萬有引力定律 含解析

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1、課時作業(yè)課時作業(yè) 十六十六 開普勒定律開普勒定律萬有引力定律萬有引力定律(限時：45 分鐘)(班級_姓名_)1(多選)第谷、開普勒等人對行星運動的研究漫長而曲折，牛頓在他們研究的基礎上，得出了科學史上最偉大的定律之一萬有引力定律下列有關萬有引力定律的說法中正確的是()A開普勒通過研究觀測記錄發(fā)現(xiàn)行星繞太陽運行的軌道是橢圓B太陽與行星之間引力的規(guī)律并不適用于行星與它的衛(wèi)星C庫侖利用實驗較為準確地測出了引力常量 G 的數(shù)值D牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程中應用了牛頓第三定律的知識2(多選)如圖所示，對開普勒第一定律的理解，下列說法中正確的是()第 2 題圖A在行星繞太陽運動一周的時間內(nèi)，它離太陽的距

2、離是不變的B在行星繞太陽運動一周的時間內(nèi)，它離太陽的距離是變化的C某個行星繞太陽運動的軌道一定是在某一固定的平面內(nèi)D某個行星繞太陽運動的軌道一定不在一個固定的平面內(nèi)3 開普勒的行星運動規(guī)律也適用于其他天體或人造衛(wèi)星的運動規(guī)律， 某一人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，其軌道半徑為月球繞地球軌道半徑的13，則此衛(wèi)星運行的周期大約是()A14 天B48 天C816 天D1620 天4某行星沿橢圓軌道運行，遠日點離太陽的距離為 a，近日點離太陽的距離為 b，過遠日點時行星的速率為 va，則過近日點時行星的速率為()AvbbavaBvbabvaCvbabvaDvbbava5(多選)質量為 m 的探月航天器在

3、接近月球表面的軌道上飛行，其運動視為勻速圓周運動已知月球質量為 M，月球半徑為 R，月球表面重力加速度為 g，引力常量為 G，不考慮月球自轉的影響，則航天器的()A線速度 vGMRB角速度 gRC運行周期 T2RgD向心加速度 aGmR26(多選)對于萬有引力定律的表述式 FGm1m2r2，下面說法中正確的是()A公式中 G 為引力常量，它是由實驗測得的，而不是人為規(guī)定的B當 r 趨近于零時，萬有引力趨于無窮大Cm1與 m2受到的引力總是大小相等的，方向相反，是一對作用力與反作用力Dm1與 m2受到的引力總是大小相等的，而與 m1、m2是否相等無關7設地球自轉周期為 T，質量為 M，引力常量為

4、 G，假設地球可視為質量均勻分布的球體，半徑為 R.同一物體在南極和赤道水平面上靜止時所收到的支持力之比為()A.GMT2GMT242R3B.GMT2GMT24R3C.GMT24R3GMT2D.GMT242R3GMT28(多選)如圖所示，人造衛(wèi)星 P(可看作質點)繞地球做勻速圓周運動在衛(wèi)星運行軌道平面內(nèi)， 過衛(wèi)星 P 作地球的兩條切線， 兩條切線的夾角為， 設衛(wèi)星 P 繞地球運動的周期為 T，線速度為 v，萬有引力常量為 G.下列說法正確的是()第 8 題圖A越大，T 越大B越小，T 越大C若測得 T 和，則地球的平均密度為3GT2（tan2）3D若測得 T 和，則地球的平均密度為3GT2（s

5、in2）39.已知地球半徑為 R，地球表面重力加速度為 g，萬有引力常量為 G，不考慮地球自轉的影響(1)求衛(wèi)星環(huán)繞地球運行的第一宇宙速度 v1；(2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動且運行周期為 T，求衛(wèi)星運行半徑 r；(3)由題目所給條件，請?zhí)岢鲆环N估算地球平均密度的方法，并推導出平均密度表達式10宇航員在月球表面附近自 h 高處以初速度 v0水平拋出一個小球，測出小球的水平射程為 L.已知月球半徑為 R，若在月球上發(fā)射一顆衛(wèi)星，使它在月球表面附近繞月球做圓周運動若萬有引力恒量為 G，求：(1)該衛(wèi)星的周期；(2)月球的質量課時作業(yè)(十六)開普勒定律萬有引力定律 1.AD【解析】開普勒通過研究觀

6、測記錄發(fā)現(xiàn)行星繞太陽運行的軌道是橢圓，太陽與行星之間引力的規(guī)律既適用于其他行星，也適用于行星與它的衛(wèi)星，選項 A正確，B 錯誤；引力常量 G 的數(shù)值是卡文迪許測出的，選項 C 錯誤；牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程中應用了牛頓第三定律的知識，選項 D 正確2BC【解析】根據(jù)開普勒第一定律(軌道定律)的內(nèi)容可以判定：行星繞太陽運動的軌道是橢圓，有時遠離太陽，有時靠近太陽，所以它離太陽的距離是變化的，選項 A 錯誤，B 正確；行星圍繞著太陽運動，由于受到太陽的引力作用而被約束在一定的軌道上，選項 C 正確，D 錯誤3B【解析】由開普勒第三定律a3T2k得r3星T2星r3月T2月，所以 T星r3星T3月

7、T月3927 天5.2 天4C【解析】如圖所示，若行星從軌道的遠日點 A 經(jīng)足夠短的時間t 運動到 A點，從軌道的近日點 B 經(jīng)時間t 運動到 B點因t 很小，OBB和 OAA都可看成扇形，則SOAA12vaat，SOBB12vbbt，由開普勒第二定律知 SOAASOBB，聯(lián)立以上三式得 vbabva，C 正確第 4 題圖5AC【解析】由萬有引力等于向心力GMmR2mv2R可得線速度 vGMR，選項 A正確；角速度v/RGMR3gR，選項 B 錯誤；運行周期 T2R/v2Rg，選項C 正確；由GMmR2ma 可得向心加速度 aGMR2，選項 D 錯誤故選 AC.6ACD【解析】萬有引力定律的表

8、述式的適用條件是質點，故選 ACD.7A【解析】在赤道上GMmR2FNmR42T2可得 FNGMmR2mR42T2，在南極GMmR2FN，由式可得FNFNGMT2GMT242R3.故選 A.8BD【解析】A、B 半徑 rRsin2(R 為地球的半徑)，可知越大，半徑越小，又運動周期：T2r3GM，則半徑越小，周期越小；越小，半徑越大，T 越大則 A 錯誤，B 正確CD：測得 T 和，由萬有引力提供向心力：mRsin242T2G43R3m（Rsin2）2得3GT2（sin2）3，則 D 正確，C 錯誤，故選 BD.9(1) gR(2)3gR2T242(3)見解析【解析】(1)設衛(wèi)星的質量為 m，

9、地球的質量為 M，衛(wèi)星在地球表面附近繞地球做勻速圓周運動滿足GMmR2mg第一宇宙速度是指衛(wèi)星在地球表面附近繞地球做勻速圓周運動的速度， 衛(wèi)星做圓周運動的向心力等于它受到的萬有引力GMmR2mv21R式代入式，得 v1 gR；(2)衛(wèi)星受到的萬有引力為GMmr2mr2T2由式解得 r3gR2T242；(3)設質量為 m0的小物體在地球表面附近所受重力為 m0g，則 GMm0R2m0g.將地球看成是半徑為 R 的球體，其體積為 V43R3地球的平均密度為MV3g4GR.10. (1)Lv0h2Rh(2)2hv20R2GL2【解析】(1)設月球表面附近的重力加速度為 g月對做平拋的小球：豎直方向h12g月t2水平方向Lv0tmg月m42T2R由解得 T Lv0h2Rh(2)由解得：g月2hv20L2又：GMmR2mg月解得：M2hv20R2GL2.