高三物理第二轮复习圆周运动和天体运动专题练习

高三物理第二轮复习圆周运动和天体运动专题练习

班级 姓名 座号

1.自行车和人的总质量为m,在一水平地面运动,若自行车以速度v转过半径为R的弯道,自行车的倾角应多大?自行车所受地面的摩擦力多大?

2.(14分)一颗在赤道上空运行的人造卫星,其轨道半径为r=2R (R为地球半径),卫星的运动方向与地球自转方向相同。已知地球自转的角速度为ω,地球表面处的重力加速度为g。

(1)求人造卫星绕地球转动的角速度。

(2)若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方,求它下次通过该建筑物上方需要的时间。

3.如图所示,火箭内平台上放有测试仪器,火箭从地面起动后,以加速度g/2竖直向上匀加速运动,升到某一高度时,测试仪器对平台的压力为起动前压力的17/18,已知地球半径为R,求火箭此时离地面的高度.(g为地面附近的重力加速度)

4.(14分)2005年10月17日凌晨4时33分,“神六”返回舱缓缓降落在内蒙古四子王旗主着陆场,意味着我国首次真正意义上有人参与的空间飞行试验取得圆满成功,标志着中国航天迈入新阶段。两位宇航员在离地高度为h的圆轨道运行了t时间,请问在这段时间内“神六”绕地球多少圈?已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g。

5.(18分)宇航员在月球表面完成下面实验:在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部最低点静止放置一质量为m的小球(可视为质点)如图所示,当施加给小球一瞬间水平冲量I时,刚好能使小球在竖直面内做完整的圆周运动.已知圆弧轨道半径为r,月球的半径为R,万有引力常量为G.

(1)若在月球表面上发射一颗环月卫星,所需最小发射速度为多大? (2)轨道半径为2R的环月卫星周期为多大?

6.人类选择登陆火星的时间在6万年以来火星距地球最近的一次,这时火星与地球之间的

距离仅有5.58×107km。登陆前火星车在距火星表面H高处绕火星做匀速圆周运动,绕行n圈的时间为t,已知火星半径为R,真空中的光速为c=3.00×108m/s。 求:

(1)火星车登陆后不断向地球发送所拍摄的照片,照片由火星传送到地球需要多长时

间?

(2)若假设地球、火星绕太阳公转均为匀速圆周运动,其周期分别为T地和T火,试证明 :T地

(3)求火星的平均密度ρ。(用R、H、n、t万有引力恒理G表示)

参考答案

1(1)选自行车和人这个整体为研究对象,则容易看出这个整体受三个力作用。即重力mg、地面的支持力N和地面的摩擦力f。其受力情况如图4所示。由于自行车在水平地面上做圆周运动,则可知向心力也一定沿水平方向,所以地面的支持力N和重力mg都不可能充当向心力,只有地面对自行车的摩擦力可以充当向心

力。根据圆周运动规律列方程得:

。受力图

(2)选人为研究对象,则人受到两个力作用,即自行车对人的支持力如图5所示。由人做圆周运动可得:

解之得:,即

2.(1)(14分)地球对卫星的万有引力提供作圆周运动的向心力 GMm2 (2分) ?mr?卫2r地面表面附近的重力加速度g =GM (2分) 2R把r=2R代入,解方程可得?卫?g (4分) 8R(2)卫星下次通过该建筑物上方时,卫星比地球多转2弧度,所需时间 t?2?=?卫??2?g??8R (6分)

3.解:启动前N1=mg,

升到某高度时 N2=(17/18)N1=(17/18)mg, 对测试仪 N2-mg′=ma=m(g/2), ∴ g′=(8/18)g=(4/9)g,

22

GmM/R=mg,GmM/(R+h)=mg′,解得:h=(1/2)R.

4.(14分)解:设地球质量为M,t时间内神六飞行n圈,质量为m0的物体在地面有G

Mm0?m0g(1)…………4分 2Rt(2)…………………………………………………… 3分 n 飞船运行周期:T? 设飞船质量m,万有引力提供向心力GMm2?2?m()(R?h)(3)……4分 2T(R?h) 联立(1)(2)(3)解得:n?tRg…………………………… 3

2?(R?h)(R?h)

联系客服:779662525#qq.com(#替换为@) 苏ICP备20003344号-4