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1、曲線運動和萬有引力定律命題角度4
萬有引力定律的綜合應用
1. 目前地球上很多通訊是靠地球同步衛(wèi)星完成的.已知地球表面的重力加速度為g,地球半徑為R,地球自轉周期為T,光速為C.求:
(1)地球同步衛(wèi)星的高度;
(2)若同步衛(wèi)星將接收到的信息傳給衛(wèi)星正下方(設在赤道上的控制中心).從衛(wèi)星發(fā)出的微波信號到控制中心收到信號需要多長時間?
[考場錯解] 不理高考 資源網(wǎng)解題意而得不出正確答案.
不清楚同步衛(wèi)星的特點而找不到關系式.
(1)設地球質量為M,衛(wèi)星質量為m,衛(wèi)星離地面的高度為h,
由萬有引力定律和牛頓第二定律
在地面附近對任一物體
解得衛(wèi)星離地面的高度:
(
2、2)由矗一以求出:
2. 一飛船在某行星表面附近沿圓軌道繞該行星飛行.認為行星是密度均勻的球體,要確定該行星的密度,只需要測量 ( )
A.飛船的軌道半徑 B.飛船的運行速度 C.飛船的運行周期 D.行星的質量
[考場錯解]AB
沒有充分理高考 資源網(wǎng)解題意,題目要求“只需測量的量”,即只需測量一個物理量就可確定行星的密度。 AB一定錯誤. .
C 密度與體積有關,G為常量,在選擇式子分析時應尋找包含“r3”的式子.由 ,及 得:
,故只需測量周期T即可得行星密度.
3. “神舟”六號載人飛船順利發(fā)射升空后,經過115小時32分的太空飛行
3、,在離地面343 km的圓軌道上運行了77圈,運動中需要多次“軌道維持”.所謂“軌道維持”就是通過控制飛船上發(fā)動機的點火時間和推力的大小和方向,使飛船能保持在預定軌道上穩(wěn)定飛行,如果不進行“軌道維持”,由于飛船受到軌道上稀薄空氣的影響,軌道高度會逐漸降低,在這種情況下飛船的動能、重力勢能和機械能的變化情況是 ( )
A.動能、重力勢能和機械能逐漸減少
B.重力勢能逐漸減小,動能逐漸增大,機械能不變
C.重力勢能逐漸增大,動能逐漸減小,機械能不變
D.重力勢能逐漸減小,動能逐漸增大,機械能逐漸減小
[考場錯解]A
(1)認為半徑減小動能也減小;(2)認為只有重力勢能與動能
4、之間轉化,機械能不變.
D飛船運動過程中運行半徑減小,要克服阻力做功,其機械能要減小.由牛頓第二定律
得: ,可知半徑減小,速度增加,即動能增大.
解這類題目應明確運動過程,找出做圓周運動的物體的圓心、半徑,對于天體一般由萬有引力提供向心力,再結合題目中的條件列出關系式求解.
考場思維訓練
1如圖4—8所示.一物體以初速度vo從A點開始在光滑水平面上運動.一個水平力作用在物體上,物體運動軌跡為圖中實線所示,圖中B是軌跡上的一點,虛線是過A、B兩點并與該軌跡相切的直線、虛線和實線將水平面劃分為圖示的5個區(qū)域.則關于對該施力物體位置的判斷,下面說法中正確的是 ( )
5、
A如果這個力是斥力,則施力物體可能在⑤區(qū)域
B如果這個力是斥力,則施力物體一定在③區(qū)域
C如果這個力是引力,則施力物體一定在②區(qū)域
D.如果這個力是引力,則施力物體一定在④區(qū)域
1.Dks5u高考資 源網(wǎng)解析:物體做曲線運動的軌跡線應在初速度的圖示和力的圖示中間,即如為引力,則施力物體一定在④區(qū)域,如為引力則施力物體一定在②區(qū)域.
2 已知引力常量G、月球中心到地球中心的距離R和月球繞地球運行的周期T,僅利用這三個數(shù)據(jù),可以估算出的物理量有 ( )
A月球的質量 B地球的質量 C.地球的半徑 D月球繞地球運行速度的大小
2.BDks5u高考資 源網(wǎng)解析:由于月球
6、繞地球做圓周運動的向心力由它們間的萬有引力提供,則,故BD正確.
3 已知地球質量大約是月球質量的81倍,地球半徑大約是月球半徑的4倍.不考慮地球、月球自轉的影響,由以上數(shù)據(jù)可推算出 ( )
A地球的平均密度與月球的平均密度之比約為 9:8
B地球表面重力加速度與月球表面重力加速度之比約為9:4
C.靠近地球表面沿圓軌道運行的航天器的周期與靠近月球表面沿圓軌道運行的航天器的周期之比約為8:9
D.靠近地球表面沿圓軌道運行的航天器線速度與靠近月球表面沿圓軌道運行的航天器線速度之比約為81:4
3.Cks5u高考資 源網(wǎng)解析:因為星球表面的重力加速度為,靠近星球表面沿圓軌
7、道運行的航天器有所以,所以C正確.
4 如圖4—9所示,一高度為H=0.2 m的水平面在A點處與一傾角θ=30 o的斜面連接,一小球以5 m/s的速度在平面上向右運動.求小球從A點運動到地面所需的時間(平面與斜面均光滑,g=10 m/s2).某同學對此題的解法為:小球沿斜面運動,則
,此可求得落地的時間t.問:你同意上述解法嗎?若同意,求出所需的時間;若不同意,則說明理由并求出你認為正確的結果.
4.ks5u高考資 源網(wǎng)解析:不同意,小球應在A點離開平面做平拋運動,而不是沿斜面下滑.正確做法為:落地點與A點的水平距離
斜面底寬s>z,小球離開A點后不會落到斜面,因此落地時間即為平
8、拋運動時間,
52020年10月17日,我國第二艘載人飛船“神舟”六號,在經過了115個小時32分鐘的太空飛行后順利返回.
(1)飛船在豎直發(fā)射升空的加速過程中,宇航員處于超重狀態(tài).設點火后不久,儀器顯示宇船員對座艙的壓力等于他體重的4倍,求此時飛船的加速度大?。?G=10m/s2;(2)飛船變軌后沿圓形軌道環(huán)繞地球運行,運行周期為T已知地球半徑為R,地球表面的重力加速度為 g.求飛船離地面的高度.
5.ks5u高考資 源網(wǎng)解析:(1)南牛頓第二定律4mg-mg=ma,求出a=3g=30m/s2.
(2)設地球質量為M、飛船質量為m,由萬有引力定律和牛頓第二定律: 在地面附近對任一物質解得飛船離地面的離度