2020届高考物理第二轮专题复习课时提升训练:万有引力定律和应用(含解析)

图2

A.

ab RB.

R aaRC. b答案 C

bRD.

aR3a3

解析 由开普勒第三定律得:2=2

T1T2T2

解得:=T1

πR2

a3

R3

a3aR=, R3bT1v面1R2T2R2

==·=v面2πababT1abT2

故A、B、D错误,C正确.

7. 天文学家发现,三颗行星A、B、C绕着仙女座厄普西仑星做匀速圆周运动,如图3所示,行星A周期为4.6170天,轨道半径为0.059AU(地球与太阳之间的距离为1AU,1AU=1.496×108km),引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,根据题中数据可求出( )

图3

A.厄普西仑星的质量 B.厄普西仑星的第一宇宙速度 C.行星B的周期小于4.6170天 D.行星C的加速度大于行星A的加速度 答案 A

GmMm·4π2r解析 根据万有引力充当向心力,则有2=, 2

rT4π2r3

可得M=2,则能求出厄普西仑星的质量,故选项A正确;根据

GTGmMmv2

万有引力充当向心力,则有2=,可得v=

RRGM,由于厄普西仑R星的半径未知,所以无法求出厄普西仑星的第一宇宙速度,故选项B

GmMm·4π2r错误;根据万有引力充当向心力,则有2=,可得T=

rT2

4π2r3

GM,rB>rA,则行星B的周期大于4.6170天,故选项C错误;

根据万有引力充当向心力,则有

GmMGM=ma,可得a=22,rC>rA,则行rr星C的加速度小于行星A的加速度,故选项D错误.

8. 如图4所示,同一圆轨道上有两艘绕地球运行的宇宙飞船,它们的运行周期为T,运行速度为v.已知引力常量为G,则下列说法正确的是( )

图4

v2TA.地球的质量为 2πGB.两飞船运行的轨道半径为 π2πvC.两飞船运行的加速度为 vTTD.后面的飞船要追上前面的飞船进行对接,需向后喷出一些物质使其加速 答案 C

2πrvT解析 由圆周运动的规律有v=,解得r=,选项B错误;万

T2π

Mmv2

有引力提供飞船运行的向心力,则有G2=m,解得地球的质量为Mrrv3Tv22πv=,选项A错误;飞船的加速度为a==,选项C正确;2πGrT后面的飞船向后喷出一些物质,会到较高的轨道上运行,不能实现对接,选项D错误.

9.宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统,其中有一种三星系统如图5所示,三颗质量均为m的星位于等边三角形的三个顶点,三角形边长为L,忽略其他星体对它们的引力作用,三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动,万有引力常量为G,下列说法正确的是( )

图5 A.每颗星做圆周运动的角速度为3

Gm

L3

B.每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关

C.若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍,则周期变为原来的2倍

D.若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍,则线速度变为原来的4倍

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