文档介绍：2011普通高校招生考试试题汇编-万有引力定律
22(2011安徽).(14分)
(1)开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即,k是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k的表达式。已知引力常量为G,太阳的质量为M太。
(2)开普勒定律不仅适用于太阳系,它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立。×108m,×106S,试计算地球的质M地。(G=×10-11Nm2/kg2,结果保留一位有效数字)
解析:(1)因行星绕太阳作匀速圆周运动,于是轨道的半长轴a即为轨道半径r。根据万有引力定律和牛顿第二定律有
①
于是有②
即③
(2)在月地系统中,设月球绕地球运动的轨道半径为R,周期为T,由②式可得
④
解得 M地=6×1024kg ⑤
(M地=5×1024kg也算对)
19(2011全国卷1).我国“嫦娥一号”探月卫星发射后,先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时);然后,经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”;最后奔向月球。如果按圆形轨道计算,并忽略卫星质量的变化,则在每次变轨完成后与变轨前相比,
,引力势能减小
,引力势能增大
,引力势能减小
,引力势能增大
解析:周期变长,表明轨道半径变大,速度减小,动能减小,引力做负功故引力势能增大选D
12(2011海南).2011年4月10日,我国成功发射第8颗北斗导航卫星,建成以后北斗导航卫星系统将包含多可地球同步卫星,这有助于减少我国对GPS导航系统的依赖,GPS由运行周期为12小时的卫星群组成,设北斗星的同步卫星和GPS导航的轨道半径分别为
和,向心加速度分别为和,则=_____。=_____(可用根式表示)
解析:,由得:,因而: ,
19(2011全国理综).卫星电话信号需要通地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话,则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于(可能用到的数据:×105m/s,运行周期约为27天,地球半径约为6400千米,无线电信号传播速度为3x108m/s)(B)
解析:主要考查开普勒第三定律。月球、地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动,根据开普勒第三定律有解得,,发出信号至对方接收到信号所需最短时间为,代入数据求得t=。
8(2011天津). 质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行,其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M,月球半径为R,月球表面重力加速度为g,引力常量为G,不考虑月球自转的影响,则航天器的
【解析】:万有引力提供卫星做圆周运动的向心力,代入相关公式即可
【答案】:AC
19(2011浙江).为了探测X星球,载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心,半径为r1的圆轨道上运动,周期为T1,总质量为m1。随后登陆舱