万有引力机械能守恒.docx

《万有引力机械能守恒.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《万有引力机械能守恒.docx（17页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第六章万有引力与航天一、单项选择题1. 关于万有引力和万有引力定律理解正确的有（）A. 不可能看作质点的两物体之间不存在相互作用的引力B. 可看作质点的两物体间的引力可用F = Gmim2计算r 2C. 由F = G冬知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大，紧靠在一起时，r 2万有引力非常大D. 引力常量的大小首先是由卡文迪许测出来的，且等于6.67X10FN m2 / kg22. 关于人造卫星所受的向心力八线速度V、角速度、周期T与轨道半径r的关系，下列说法中正确的是（）A. 由F = Gm1m2可知，向心力与r 2成反比r2B. 由F = m2可知，V2与r成正比rC. 由F = m

2、2r可知，渺与r成反比_4 n2D. 由F = m r可知，T2与r成反比T 23. 两颗人造地球卫星都在圆形轨道上运动，它们的质量相等，轨道半径之比ri : r2 = 2 : 1，则它们的动能之比e.e2等于（）A. 2 : 1B. 1 : 4C. 1 : 2D. 4 : 14. 设地球表面的重力加速度为g0，物体在距地心4 R（R为地球半径）处，由于地球的作用而产生的重力加速度为g，则g：g0为（）A.16:1B.4:1C.1:4D.1:165. 假设人造卫星绕地球做匀速圆周运动，当卫星绕地球运动的轨道半径增大到原来的2倍时，则有（）A. 卫星运动的线速度将增大到原来的2倍B. 卫星所受的

3、向心力将减小到原来的一半C. 卫星运动的周期将增大到原来的2倍闩D. 卫星运动的线速度将减小到原来的 226.假设火星和地球都是球体，火星的质量M与地球质量M2之比% =p；火星的半径 2之比写= q,那么火星表面的引力加速度g与地球表面处的重力加速度 R2R1与地球的半径R2g2之比&等于（g2a. pq 2C. pqD. p q7.地球的第一宇宙速度约为8 km/s,某行星的质量是地球的6倍半径是地球的1.5倍。该行星上的第一宇宙速度约为（）A. 16 km/sB. 32 km/sC. 46 km/sD.2 km/s二、多项选择题8. 关于第一宇宙速度，下面说法正确的是（）A. 它是人造地

4、球卫星绕地球飞行的最小速度B. 它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度C. 它是使卫星进入近地圆形轨道的最小速度D. 它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度9. 关于地球的同步卫星，下列说法正确的是（）A. 它处于平衡状态，且具有一定的高度B. 它的加速度小于9.8 m/s2C. 它的周期是24 h，且轨道平面与赤道平面重合D. 它绕行的速度小于7.9 km/s10. 在低轨道运行的人造卫星，由于受到空气阻力的作用，卫星的轨道半径不断缩小，运行中卫星的（）A. 速率逐渐减小B.速率逐渐增大C.周期逐渐变小。.向心力逐渐加大11. 地球的质量为M，半径为R，自转角速度为力，万有引力常量为G，

5、地球表面的重力加速度为g，同步卫星距地面的距离为。，则同步卫星的线速度大小为（）A.刃（R+h）B. %C. R；D.R + h R + h三、填空题12. 在某星球上以速度v 0竖直上抛一物体，经过时间房物体落回抛出点。如将物体沿该星球赤道切线方向抛出，要使物体不再落回星球表面，抛出的初速度至少应为。（已知星球半径为R 不考虑星球自转）13. V = 7.9 km/s是人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度，叫做 速度。V = 11.2 km/s是物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的速度，叫彳 速度。V = 16.7 km/s是使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太

6、阳系 以外的宇宙空间去的速度，叫做速度。14. 土星的9个卫星中最内侧的一个卫星，其轨道为圆形，轨道半径为1.59X105 km，公转周期为18 h 46 min，则土星的质量为 kg。15. 两颗球形行星A和B各有一颗卫星。和，卫星的圆形轨道接近各自行星的表面， 如果两颗行星的质量之比 p，半径之比 土= q，则两颗卫星的周期之比 七 等于MRTb。四、计算题16. 地球绕太阳公转的角速度为刃，轨道半径为R月球绕地球公转的角速度为刃2, 轨道半径为R2，那么太阳的质量是地球质量的多少倍？17. 某行星的质量为地球质量的16倍，半径为地球半径的4倍，已知地球的第一宇宙速度为7.9 km/s，该

7、行星的第一宇宙速度是多少?18. 宇航员站在一颗星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球。经过时间，小 球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L。若抛出时的初速度增大到2倍，则 抛出点与落地点之间的距离为侦3L。已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万 有引力常数为G。求该星球的质量M。参考答案一、单项选择题1. B2. A解析：弄清楚问题的前提，才能讨论好正比与反比的含义，这才是解决问题的关键。3. C 4. D 5. D 6. A7. A解析：由公式m= G*，若M增大为原来的6倍，r增大为原来的1.5倍，可得v 增大为原来的2倍。二、多项选择题8. BC9. BCD解析

8、：“同步”的含义是卫星与地球角速度相等，因此，周期为24 h。离地越远，线速 度越小，加速度越小。10. BCD解析：根据万有引力提供向心力，高度越低，线速度越大，角速度越大，运行周期越小。11 .ABC三、填空题2v12 0 R t解析：该星球表面和地球表面竖直上抛物体的运动遵从相同规律，仅仅是运动加速度不 同，由此可以先计算出该星球表面附近的重力加速度，从而得解。13. 第一宇宙；第二宇宙；第三宇宙14. 5.21X1026解析：土星对卫星的万有引力提供卫星运动的向心力。15. q 产 P四、计算题(、2,16.竺2X 2 J解析：地球与太阳的万有引力提供地球运动的向心力，月球与地球的万有

9、引力提供月球 运动的向心力。17. 15.8 km/s2、3 LR 218. 3Gt2解析：在该星球表面平抛物体的运动规律与地球表面相同，根据已知条件可以求出该星 球表面的加速度；需要注意的是抛出点与落地点之间的距离为小球所做平抛运动的位移的大 小，而非水平方向的位移的大小。然后根据万有引力等于重力，求出该星球的质量。第七章机械能守恒定律一、选择题1. 质量为m的小物块在倾角为a的斜面上处于静止状态，如图所示。若斜面体和小物 块一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动，通过一段位移X。斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是（）vA. 摩擦力做正功，支持力做正功B. 摩擦力做正功，支持力做负功

10、C. 摩擦力做负功，支持力做正功D. 摩擦力做负功，支持力做负功2. 在粗糙水平面上运动着的物体，从人点开始在大小不变的水平拉力F作用下做直线运动到B点，物体经过A、B点时的速度大小相等。则在此过程中（）A. 拉力的方向一定始终与滑动摩擦力方向相反B. 物体的运动一定不是匀速直线运动C. 拉力与滑动摩擦力做的总功一定为零D. 拉力与滑动摩擦力的合力一定始终为零3. 材料相同的A、B两块滑块质量mmB，在同一个粗糙的水平面上以相同的初速度运动，则它们的滑行距离xa和XB的关系为（）A XABBf =、C. XAXBD无法确定4. 某人在高h处抛出一个质量为m的物体，不计空气阻力，物体落地时速度为

11、v,该人对物体所做的功为（）A. mghmv 2C.mgh +mv 21D.mv 22mghB.5. 如图所示的四个选项中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程 中机械能守恒的是（）6. 在下面列举的各个实例中，哪些情况机械能是守恒的？（）A.汽车在水平面上匀速运动vb.抛出的手榴弹或标枪在空中的运动（不计空气阻力）:熙（XQC. 拉着物体沿光滑斜面匀速上升D. 如图所示，在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后

12、，又被弹回来7. 沿倾角不同、动摩擦因数 相同的斜面向上拉同一物体，若上升的高度相同，则（）A.沿各斜面克服重力做的功相同B .沿倾角小的斜面克服摩擦做的功大些C.沿倾角大的斜面拉力做的功小些D 条件不足，拉力做的功无法比较8. 重物m系在上端固定的轻弹簧下端，用手托起重物，使弹簧处于竖直方向，弹簧的长度等于原长时，突然松手，重物下落的过程中，对于重物、弹簧和地球组成的系统来说，下列说法正确的是（）A.重物的动能最大时，重力势能和弹性势能的总和最小B.重物的重力势能最小时动能最大C.弹簧的弹性势能最大时重物的动能最小D.重物的重力势能最小时弹簧的弹性势能最大9. 一个物体由静止开始，从A点出发

13、分别经三个不同的光滑斜面下滑到同一水平面上的q、C2、C3处，如图所示，下面说法中那些是正确的（A.在C、C2、C3处的动能相等B.在q、c2、C3处的速度相同C.D.物体在三个斜面上的运动都是匀加速运动，在Aq上下滑时加速度最小 物体在三个斜面上的运动都是匀加速运动，在AC3上下滑时所用时间最少10. 木块m沿着倾角为0的光滑斜面从静止开始下滑，当下降的高度为h时，重力的瞬A. mg Y 2ghB.mg cos 0 v;2ghC. mg sin 0 2D.mg sin 0 *2gh11.玩具起重机上悬挂一个质量为500克的砝码，从静止开始以2 m/s 2的加速度提升砝时功率为（码。2 s内拉

14、力所做的功为（g取10 m/s2）（A. 4 JB. 20 JC.24 JD. 32 J二、填空题12.用200 N的拉力将地面上一个质量为10 kg的物体提升10 m（重力加速度g = 10 m/s2,空气阻力忽略不计）。拉力对物体所做的功是J;物体被提高后具有的重力势能是能参考面）；物体被提高后具有的动能是J。J （以地面为零势13. 一个质量为0.5 kg的小球，从距地面高5 m处开始做自由落体运动，与地面碰撞后，竖直向上跳起的最大高度为4m，小球与地面碰撞过程中损失的机械能为J。（取 g =10 m/s2,空气阻力不计）14. 一个物体从光滑斜面的顶端，由静止开始下滑，取斜面底端为势能

15、的零参考面，则当下滑到斜面的中点时，物体的动能与重力势能的比值为一;当下滑的时间等于滑到底部的时间的一半时，物体的动能与势能的比值为15. 如图所示，小滑块沿光滑曲面自高度为h处由静止开始下滑，经过动摩擦因数恒定的水平面AB后再滑上另一光滑曲面，C是AB的中点，如果 滑块经过A、C两点的速率之比为4： 3，则滑块滑上另一曲面 的最大高度是。三、计算题16. 在验证机械能守恒的实验中，所用电源的频率为50 Hz，某同学选择了一条理想的 纸带，用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示(图中0是打点计时器打 的第一个点，A、B、C、D、E分别是以每打两个点的时间作为计时单位取的计数点)。

16、查得 当地的重力加速度g = 9.80 m/s2。根据纸带求：(1) 重锤下落的加速度。(2) 若重锤质量为m，则重锤从起始下落至B时，减少的重力势能为多少？(3) 重锤下落到B时，动能为多大？(4) 从(2)、(3)的数据可得什么结论？产生误差的主要原因是什么？17. 把一个质量为1 kg的物体放在水平面上，用8 N的水平拉力使物体从静止开始运动，物体与水平面的动摩擦因数为0.2,物体运动2 s时撤掉拉力。(g取10 m/s2)求：(1)2 s末物块的动能。(2) 2 s后物块在水平面上还能向前滑行的最大距离。18. 如图所示，一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为30的斜面，其运动的加速

17、度为宝。这个物体在斜面上上升的最大高度为。，求在这个过程中: 4(1) 物体的重力势能变化了多少？(2) 物体的动能变化了多少？(3) 物体的机械能变化了多少？(4) 滑动摩擦力为多大？物体克服滑动摩擦力做了多少功？19.如图所示，物体从高AE = h1 = 2 m、倾角a = 37。的坡顶由静止开始下滑，到坡底 后又经过BC = 20 m 一段水平距离，再沿另一倾角P =30。的斜坡向上滑动到D处静止，D尸 =h广1.75 m。设物体与各段表面的动摩擦因数都相同，且不计物体在转折点B、C处的能量损失，求动摩擦因数。(取sin 37= 3，cos 37=-)5520.风力发电是一种环保的电能获

18、取方式。图为某风力发电站外观图。设计每台风力发 电机的功率为40 kW。实验测得风的动能转化为电能的效率约为20%，空气的密度是1.29 kg/m3，当地水平风速约为10 m/s,问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求？参考答案一、选择题1. B解析：摩擦力方向与小物块的运动方向夹角小于90,所以做正功；支持力方向与运动 方向夹角大于90,所以做负功。2. C3. B解析：应用动能定理可知，滑行距离与物体质量没有关系。4. D解析：人对物体所做的功等于物体获得的动能，然后应用动能定理可求出人做的功。5. C解析：利用机械能守恒定律满足的条件处理。6. ABD7. ABD8. ACD解析

19、：物体下降过程中，动能、重力势能、弹性势能之和保持不变。9. ACD10. D解析：当力和速度的方向夹角不为零时，应乘上夹角的余弦。11. C解析：V = at = 4 m/s71h = at2 = 4 m2WF = mgh + -2 mV2 = 24 J二、填空题12. 2 000； 1 000； 1 00013.514. 1 : 1； 1 : 3解析：注意零势能面的选择，应用动能定律或者机械能守恒求解。解析：应用动能定理求解，滑块从人到C动能损失!,所以到B点时，动能为A点时16的1。8三、计算题16.解析：(1)由纸带可知：x1=AB=70 mm廿 BC =85 mm%= CD =100

20、.5 mmx4= DE =116.5 mm.=(%_ +(x3、)+ (x4-x3)-9.69 m/s2 3X(2T )2(2)| 匀=技9 mJ；(3)Ek = 1.88 mJ；(4)在实验误差允许的范围内，重锤重力势能的减少等于其动能的增加，机械能守恒。产生误差的主要原因是重锤下落过程中受到阻力的作用(空气阻力、纸带与限位孔间的摩擦 阻力及打点时的阻力)。17. (1)72 J； (2)36 m18. 解析：(1)重力势能增加了 mgh；(2) 动能减少了 3mgh ；2(3) 机械能减少了 mgh ；2(4) F= m4g，物体克服滑动摩擦力做功为mgh19.0.01解析：对全过程应用动能定理求解。20.10 m解析：在t时间内风过叶片的体积 V =冗rM这部分的风的动能为 E =1 PVV2 =1兀pR2%k22发电机的功率为P =嗅=。2叶23 t 2解得R2 = 98R = 10 m