2021届高三物理一轮复习力学万有引力与航天专题练习
一、填空题
1．当物体的运动速度接近光速时，经典力学_____（填“不再”或“仍然”）适用，可见，经典力学____（填“有”或“没有”）局限性．
2．已知质量为m的物体放在质量为M并可视为球体且质量分布均匀的地球表面某处，引力常量为G，地球半径为R，则它们之间的万有引力为F1=_______；如果把物体放到地球球心处，则它们间的万有引力F2=_______。
3．两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为TA：TB=1：8，则轨道半径之比为 ，运动速率之比为 ．
4．两靠得较近的天体组成的系统成为双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于由于引力作用而吸引在一起．设两天体的质量分别为??1和??2，则它们的轨道半径之比????1:????2=__________；速度之比????1:????2=__________．
5．已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T，地球同步卫星的轨道高度是____。 6．牛顿曾设想，从高山上水平抛出的物体，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远。如果抛出速度足够大，物体就将绕地球运动，成为人造地球卫星。设地球的质量为M，物体到地心的距离为r，引力常量为G，则当抛出物体的速度增大到________时，物体将绕地球运动。如果这个物体成为了人造地球卫星，则它运动的周期为________。
7．如图所示，A、B为两颗在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运的卫星，A的轨道半径大于B的轨道半径，vB分别表示A、B两颗卫星的线速度大小，TB分别表示A、B两颗卫星的周期，用vA、用TA、则vA_______vB，TA_________TB 。
8．我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星500”的实验活动．假设王跃登陆火星后，测得火星的半径是地球半径的
11，质量是地球质量的.已知地球表面的重力加速度是g，地球的半径为R，王跃在
92地面上能向上竖直跳起的最大高度是h，忽略自转的影响，则火星的密度为________；火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为_________；王跃以与在地球上相同的初速度在火星上起跳后，能达到的最大高度是地球上起跳的_________倍．
9．如图所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面发射后，以加速度一高度时，测试仪器对平台的压力为发射前压力的
g竖直向上匀加速运动，升到某217。已知地球半径为R，则火箭此时离地面的高度为18________。（g为地面附近的重力加速度）
10．假设地球为质量均匀分布的球体。已知地球表面的重力加速度在两极处的大小为g0，在赤道处的大小为g，地球半径为R，则地球自转的周期T为________。
11．如图所示，人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动，当卫星运动到轨道上远地点P时，速度大小为v，P点距离地球球心的距离为r，当卫星从近地点运动到P点的过程中，卫星的引力势能_______（选填“变大、“不
v2变”或“变小”）；卫星在P点的加速度a________（选填“大于”“等于”或“小于”）。
r
12．宇航员到达一个半径为R、没有大气的星球上，捡起一个小石子将其沿水平方向以速度v0抛出，得出石子运动的频闪照片的一部分如图所示。已知背景方格最小格子的边长为L，频闪周期为T，完成下面的问
题。
(1)石子抛出的初速度v0?_______； (2)该星球表面附近的重力加速度g??______(3)该星球的第一宇宙速度v1?______。
13．某卫星离地高度h?3R（R为地球半径），若已知地球表面的重力加速度是g，则该卫星做匀速圆周运动的线速度是______；若已知地球质量为M，引力常量为G，则该卫星做匀速圆周运动的线速度是__________． 14．一质量为m=9kg的物块，将它放置在航天飞机内的平台上，航天飞机随火箭以a=5m/s2的加速度匀加速上升，当火箭飞离地面高为地球半径2倍时，求此时飞机内平台对物块的支持力_______N(地面处重力加速度g=10m/s2)
；
15．两颗卫星1、2同绕某一行星做匀速圆周运动，周期分别为T1、T2，如图所示是某时刻的位置示意，则
经过时间_________两者第一次相距最远，经过时间________两者第一次相距最近。
二、解答题
16．宇航员在某星球表面附近，距星球表面H高处，静止释放一个物体，物体落到星球表面时的速度为v，仅考虑物体受该星球的引力作用，忽略其他力的影响，已知该星球的直径为D．试求： （1）求该星球表面的重力加速度g；
（2）若在该星球上发射一颗绕该星球做匀速圆周运动的卫星，卫星的高度也是D，求这颗卫星的速度v1。 17．2018年3月18日消息：美国国家航空航天局（NASA）预计将于2020年7月发射火星探测器“Mars 2020”，探测器被火星俘获后先在圆形轨道1上绕火星做匀速圆周运动，然后通过转移轨道进入圆形轨道2绕火星做匀速圆周运动，最后登陆火星表面．其主要目标是探查火星上可能适合居住的区域，并对当地地质进行评估，确定供人类居住的可能性．用R1、R2、T1、T2分别表示探测器在轨道1和轨道2上运动的半径和周期，用R表示火星的半径，万有引力常量G．求：
、1）探测器在轨道1和轨道2上运行的线速度大小之比；
、2）请用探测器在轨道1上运行的已知物理量估算火星的平均密度．
18．2007年10月24日，“嫦娥一号”卫星星箭分离，卫星进入绕地球轨道．在绕地运行时，要经过三次近12小时椭圆轨道①→24小时椭圆轨道②→48小时椭圆轨道③→地月转移轨道④、11月5日11时，地变轨：
当卫星经过距月球表面高度为h的A点时，再一次实施变轨，进入12小时椭圆轨道⑤，后又经过两次变轨，最后进入周期为T的月球极月圆轨道⑦．如图所示，已知月球半径为R、
(1)请回答：“嫦娥一号”在完成第三次近地变轨时需要加速还是减速？ (2)写出月球表面重力加速度的表达式．
参考答案
1．不再； 有； 2．
GMm 0 3．1：4，2：1 4．R2；
22GMrgTR5．3 6． 2?r 7．小于 大于 ?R2rGM4?8．?=2g2 9h 9．
RR 10．2? 11．变大 大于
3πGR3412．
5L 2LLR2 2TTT 15．T1T22?T T1T2 1?T2?T1?T217．(1)
R2R (2) 3?R3 123 1GT1R
2g0?g13．11GM2gR
2R 14．55 16．（1）g?v2vD2H（2）v1?23H 18．（1）加速（2）
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