高中物理万有引力定律及其应用试题

物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。以下几位物理学家所作科学贡献的说法正确的是   

A．库仑测定了万有引力常量

B．爱因斯坦成功地解释了电流的磁效应

C．洛仑兹发现磁场对运动电荷有力的作用

D．开普勒发现了万有引力定律和行星运动规律

在地球赤道上的A处静止放置一个小物体，现在设想地球对小物体的万有引力突然消失，则在数小时内小物体相对地面上的A处来说将（　）

A．原地不动，物体对地的压力消失	B．向上并逐渐偏向西飞去
C．向上并逐渐向东飞去	D．一直垂直向上飞去

(8分)荡秋千是大家喜爱的一项体育活动.随着科技的迅速发展,将来的某一天,同学们也许会在其他星球上享受荡秋千的乐趣.假设你当时所在星球的质量是M、半径为R,可将人视为质点,秋千质量不计、摆长不变、摆角小于90°,万有引力常量为G.那么,
（1）该星球表面附近的重力加速度g_星等于多少？
（2）若经过最低位置的速度为v₀,你能上升的最大高度是多少？

在一个行星上，一昼夜的时间为T₀="6" h。若在行星上用弹簧秤测同一物体的重力，发现在赤道上仅为在两极的90%．设想该行星的自转角速度加快到某一值时，赤道上的物体会自动飘起来．试计算这时行星上的一昼夜是多长？

已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T。仅利用这三个数据，可以估算出物理量有(　　)

A．月球的质量	B．地球的质量
C．地球的半径	D．月球绕地球运行速度的大小

2007年10月29日18时01分，嫦娥一号卫星成功实施入轨后的第三次变轨。30日17时40分，嫦娥一号卫星到达48小时周期轨道远地点，距地面高度12万公里，创下中国航天器飞行测控新纪录。已知地球半径6400公里，则在距地面12万公里高处，嫦娥一号卫星所受地球的万有引力与绕地表面飞行时的万有引力大小之比最接近

A．1：20	B．1：200
C．1：400	D．1：600

如图所示的装置可以测量飞行器在竖直方向上做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的上、下壁上各安装一个可以测力的传感器，分别连接两根劲度系数相同（可拉伸可压缩）的轻弹簧的一端，弹簧的另一端都固定在一个滑块上，滑块套在光滑竖直杆上．现将该装置固定在一飞行器上，传感器P在上，传感器Q在下．飞行器在地面静止时，传感器P、Q显示的弹力大小均为10 N．求：

(1)滑块的质量．（地面处的g="10" m/s²)
(2)当飞行器竖直向上飞到离地面处，此处的重力加速度为多大？(R是地球的半径）
(3)若在此高度处传感器P显示的弹力大小为F'="20" N，此时飞行器的加速度是多大？
 

静电场与引力场有着非常相似的性质，力的形式都遵从平方反比定律，解答下列问题：
（1）写出万有引力定律和库仑定律中的常数G与K的单位。
（2）某星球的质量为M，在该星球表面某一倾角为θ的山坡上以初速度v₀平抛一个物体，经时间该物体落到山坡上。欲使该物体不再落回该星球的表面，至少应以多大的速度抛出物体（不计一切阻力，万有引力常量为G）？
（3）如图所示，质量为m的小球A穿在绝缘细杆上，杆的倾角为α，小球A带正电，电量为q，在杆上B点处固定一个电量为Q的正电荷。将A由距B竖直高度为H处无初速释放，小球A下滑过程中电量不变。不计A与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中。已知静电力恒量k和重力加速度g，求：A球刚释放时的加速度以及当A球的动能最大时，A球与B点的距离。

2007年10月24日18时05分，中国第一颗探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心成功升空。已知月球半径为R，若“嫦娥一号”到达月球表面附近后，地面控制中心将其速度调整为v时恰能绕月球做匀速圆周运动。将月球视为质量分布均匀的球体，则月球表面的重力加速度为（    ）

A．

B．

C．

D．

“神舟”六号载人飞船在空中环绕地球做匀速圆周运动，某次经过赤道的正上空时，对应的经度为θ₁（实际为西经157.5°），飞船绕地球转一圈后，又经过赤道的正上空，此时对应的经度为θ₂（实际为180°）．已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T₀．求飞船运行的圆周轨道离地面高度h的表达式．
（用θ₁、θ₂、T₀、g和R表示）

我国在今年10月24日发射第一颗月球卫星——“嫦娥一号”．同学们也对月球有了更多的关注．
⑴若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径；
⑵若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度v₀竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回抛出点．已知月球半径为r，万有引力常量为G，试求出月球的质量M_月．

已知火星的半径为地球半径的一半,火星的质量为地球质量的1/9,已知一物体在地球上的重量比在火星上的重量大98N,求这个物体的质量是多少.(地球表面的重力加速度为g₀=9.8m/s²)

我国探月工程计划在2015年以前通过无人驾驶的轨道飞行器，在月球上进行采样工作，以此方式执行最初的登月计划，并最终实现中国人登上月球．假设2017年7月7日，我国宇航员乘“嫦娥五号”飞船到月球上考察．宇航员完成了对月球表面的科学考察任务后，乘坐返回舱返回围绕月球做圆周运动的轨道舱，如图所示，为了安全，返回舱与轨道舱对接时，必须具有相同的速度．已知返回舱与人的总质量为m，月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g₀，轨道舱到月球中心的距离为r，不计月球自转的影响．

(1)返回舱至少需要多大速度才能绕月飞行，不再落回月面?
(2)卫星绕月过程中具有的机械能由引力势能和动能组成．已知当它们相距无穷远时引力势能为零，它们距离为r时，引力势能为E_P=-GMm/r．则该宇航员乘坐的返回舱至少需要获得多少能量才能返回轨道舱?

地球表面的重力加速度为g=10m/s²，地球半径R=6.4×10⁶m,万有引力常量G=6.67×10^-11N.m²/kg²,假设地球是一个质量分布均匀的球体,则地球的平均密度(单位:kg/m³,保留一位有效数字)是:（     ）

A．6×10^2

B．1×10^3

C．6×10^3

D．6×10^4

2008年9月25日21时10分，载着翟志刚、刘伯明、景海鹏三位宇航员的神舟七号飞船在中国酒泉卫星发射中心发射成功，9月27日翟志刚成功实施了太空行走。已知神舟七号飞船在离地球表面343km高处的轨道上做周期为91min 的匀速圆周运动，若已知地球的半径 R，万有引力常量为 G。仅利用以上条件不能求出的是（       ）

A．地球表面的重力加速度	B．地球对神舟七号飞船的吸引力
C．神舟七号飞船绕地球运行的速度	D．神舟七号飞船绕地球运行的加速度