2019高中物理 課時檢測區(qū) 基礎達標 6.4 萬有引力理論的成就（含解析）新人教必修2.doc

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萬有引力理論的成就 1.關于萬有引力定律應用于天文學研究的歷史事實,下列說法中正確的是　 (　　) A.天王星、海王星和冥王星,都是運用萬有引力定律、經過大量計算后發(fā)現(xiàn)的 B.在18世紀已經發(fā)現(xiàn)的7顆行星中,人們發(fā)現(xiàn)第七顆行星——天王星的運動軌道總是同根據萬有引力定律計算出來的結果有比較大的偏差,于是有人推測,在天王星軌道外還有一顆行星,是它的存在引起了上述偏差 C.第八顆行星,是牛頓運用自己發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律,經大量計算而發(fā)現(xiàn)的 D.冥王星是英國劍橋大學的學生亞當斯和勒維耶合作研究后共同發(fā)現(xiàn)的 【解析】選B。由行星的發(fā)現(xiàn)歷史可知,天王星并不是根據引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的;海王星不是通過觀測發(fā)現(xiàn),也不是直接由萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的,而是人們發(fā)現(xiàn)天王星的實際軌道與理論軌道存在偏差,然后運用萬有引力定律計算出“新”星的軌道,從而發(fā)現(xiàn)了海王星。冥王星是克萊德湯博發(fā)現(xiàn)的。由此可知,A、C、D錯誤,B正確。 2.(2017德州高一檢測)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成,中國計劃2020年左右覆蓋全球。非靜止軌道衛(wèi)星在離地面2萬多千米的高空上,以固定的周期環(huán)繞地球運行。已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度為3.6萬千米,地球半徑約為6400km,則全球定位系統(tǒng)的這些衛(wèi)星的運行速度約為　(　　) A.3.1 km/s　　　　　　 B.3.9 km/s C.7.9 km/s D.11.2 km/s 【解析】選B。同步衛(wèi)星的速度v1=2πTr=3.08km/s。又由v2∝1r,得定位系統(tǒng)的衛(wèi)星的運行速度v2=3.9km/s。 【補償訓練】 (多選)把太陽系各行星的運動近似看成勻速圓周運動,則離太陽越遠的行星　 (　　) A.周期越小　　　　　　　　 B.線速度越小 C.角速度越小 D.加速度越小 【解析】選B、C、D。行星繞太陽做勻速圓周運動,所需的向心力由太陽對行星的引力提供,由GMmr2=mv2r得v=GMr,可知r越大,線速度越小,B正確。由GMmr2= mω2r得ω=GMr3,可知r越大,角速度越小,C正確。又由T=2πω知,ω越小,周期T越大,A錯。由GMmr2=ma得a=GMr2,可知r越大,a越小,D正確。 3.(多選)(2016海南高考)通過觀測冥王星的衛(wèi)星,可以推算出冥王星的質量。假設衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運動,除了引力常量外,至少還需要兩個物理量才能計算出冥王星的質量。這兩個物理量可以是　(　　) A.衛(wèi)星的速度和角速度 B.衛(wèi)星的質量和軌道半徑 C.衛(wèi)星的質量和角速度 D.衛(wèi)星的運行周期和軌道半徑 【解析】選A、D。根據線速度和角速度可以求出半徑r=vω,根據萬有引力提供向心力:GMmr2=mv2r,整理可以得到:M=v2rG=v3Gω,故選項A正確,B、C錯誤;若知道衛(wèi)星的周期和半徑,則GMmr2=m(2πT)2r,整理得到:M=4π2r3GT2,故選項D正確。 4.經天文學家觀察,太陽在繞著銀河系中心(銀心)的圓形軌道上運行,這個軌道半徑約為3104光年(約等于2.81020m),轉動一周的周期約為2億年(約等于6.31015s)。太陽做圓周運動的向心力是來自位于它軌道內側的大量星體的引力,可以把這些星體的全部質量看作集中在銀河系中心來處理問題。用給出的數據來計算太陽軌道內側這些星體的總質量(G=6.6710-11Nm2/kg2)。 【解題指南】解答本題應明確以下兩點: (1)太陽做勻速圓周運動,向心力來自它軌道內側的大量星體的引力。 (2)太陽軌道內側的大量星體相當于太陽圓周運動的中心天體。 【解析】假設太陽軌道內側這些星體的總質量為M,太陽的質量為m,軌道半徑為r,周期為T,太陽做圓周運動的向心力來自這些星體的引力,則GMmr2=m4π2T2r 故這些星體的總質量為 M=4π2r3GT2=43.142(2.81020)36.6710-11(6.31015)2kg ≈3.31041kg。 答案:3.31041kg