1、选择题 地球赤道上有一物体随地球一起自转做圆周运动,所受的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度可忽略)所受的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地球同步卫星的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3;地球表面的重力加速度为g,第一宇宙速度为v,假设三者的质量相等,则(?)
A.F1=F2>F3
B.a1=a2=g>a3
C.v1=v2=v>v3
D.ω1=ω3<ω2
参考答案:D
本题解析:根据题意三者质量相等,轨道半径
,物体1与人造卫星2比较,由于赤道上物体受引力和支持力的合力提供向心力,而近地卫星只受万有引力,故
?,故A错误;由选项A的分析知道向心力
?,故由牛顿第二定律,可知
,故B错误;由A选项的分析知道向心力
,根据向心力公式
,由于m、R一定,故
,故C错误;同步卫星与地球自转同步,故
,根据周期公式
可知,卫星轨道半径越大,周期越大,故
,再根据
,有
,故D正确;
故选D.
点评:本题关键要将物体1、人造卫星2、同步卫星3分为三组进行分析比较,最后再综合;一定不能将三个物体当同一种模型分析,否则会使问题复杂化.
本题难度:一般
2、选择题 要使两物体间的万有引力减小到原来的
,下列办法中可采用的是(?)
A.使两物体的质量都减到原来的
,距离不变
B.使两物体的质量都减到原来的
,距离不变
C.使两物体的距离增为原来的4倍,质量不变
D.使两物体的质量和距离都减为原来的
参考答案:B
本题解析:根据万有引力公式
,可知选项B正确;故选B
点评:本题难度较小,根据万有引力公式
分析即可
本题难度:简单
3、填空题 土星周围有美丽壮观的“光环”,组成环的颗粒是人小不等、线度从l m到10m的岩石、尘埃,类似于卫星,它们与土星中心的距离从7.3×104km延伸到1.4×105km。已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14h,引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2,则土星的质量约为?kg(不考虑环中颗粒间的相互作用,结果保留l位有效数字)。
参考答案:6×1026
本题解析:略
本题难度:一般
4、选择题 2010年10月1日,我国成功发射“嫦娥”二号探月卫星,不久的将来我国将建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站。如图所示,已关闭发动机的A处航天飞机在月球引力作用下正沿椭圆轨道向月球靠近,并将与空间站在B处对接。已知空间站绕月轨道(设为圆)离月球表面高度h、周期为T,月球质量为M,万有引力常量为G,下列说法正确的是(?)

A.图中航天飞机由A到B的过程速度越来越小
B.航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站圆轨道时必须点火加速
C.根据题中条件可以算出月球半径
D.根据题中条件可以算出空间站质量
参考答案:C
本题解析:图中航天飞机由A到B的过程中,万有引力做正功,速度越来越大,所以A错误;航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站圆轨道时若点火加速,航天飞机将进入高轨道,故在B点需减速,所以B错误;在圆轨道上,根据
可求:月球的半径R,所以C正确;空间站的质量无法求出,故D错误。
本题难度:一般
5、选择题 组成星球的物质是靠引力吸引在一起的,这样的星球有一个最大的自转速率。如果超过了该速率,星球的万有引力将不足以维持其赤道表面的物体与其保持相对静止,由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T。下列表达式中正确的是(?)
A.
B.
C.
D.
参考答案:AD
本题解析:由
可得周期越小,物体需要的向心力越大,物体对星球表面的压力最小,
当周期小到一定值时,压力为零,此时万有引力充当向心力,即
解得
;故A正确;因
,代入上式可得:
,故D也正确;
故选AD.
点评:星球表面的物体受到星球万有引力的作用充当物体的向心力及支持力,星球的转动角速度越大、 周期越小时,则需要的向心力越大,则物体所受支持力越小;而当向心力大到一定值时,物体会离开星球表面;
本题难度:一般