第七章万有引力与宇宙航行解答题专项训练（有解析）-高中物理人教版必修第二册

中小学教育资源及组卷应用平台 第七章万有引力与宇宙航行解答题专项训练-高中物理人教版必修第二册 1．我国航天技术飞速发展，设想数年后宇航员登上了某行星表面。宇航员手持小球从高度为h处，沿水平方向以初速度v抛出，测得小球运动的水平距离为L。已知该行星的半径为R，万有引力常量为G。求： （1）行星表面的重力加速度； （2）行星的质量和平均密度。 2．如图所示，飞船绕地球做圆周运动的轨道半径为R，周期为T，地球半径为R0，若飞船要返回地面，可在轨道上某点A处将速度降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，求飞船由A点到B点所需要的时间。 3．火星探测器在火星表面着陆时，一般使用降落伞和保护罩的方式减速缓冲。“毅力号”火星探测器由于质量太大（设为m），在抛掉降落伞时，速度还很大，为v0，无法保障探测器安全降落，此时距降落点的高度为h，“毅力号”立即启动喷气式着陆器进一步减速，当到达火星表面时，恰好减速为零。已知“毅力号”火星探测器喷气式着陆器着陆时的推力恒定，大小为F，火星的半径为R，引力常量为G，忽略火星的自转及探测器运动过程中受到稀薄气体的阻力，求： （1）火星表面的重力加速度大小g； （2）火星的质量M。 4．已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船在绕月球的圆形轨道Ⅰ上运动，轨道半径为r，r=5R，到达轨道Ⅰ的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点B时再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。已知引力常量G，求： （1）第一次点火和第二次点火分别是加速还是减速； （2）飞船在轨道Ⅰ上的运行速率； （3）飞船在轨道Ⅱ上绕月运行一周所需的时间。 5．如图所示，距离质量为M、半径为R、密度均匀的球体表面R处有一质量为m的质点，此时M对m的万有引力为F1。当从M中挖去两个半径为的球体时，剩下部分对m的万有引力为F2。求F1与F2的比值。 6．“神舟”七号飞船的成功发射为我国在2010年实现探月计划———�嫦娥工程”获得了宝贵的经验，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运行，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动，万有引力常量为G，求： （1）飞船在轨道Ⅲ上的运行速率； （2）飞船在轨道Ⅰ绕月球运行一周所需的时间。 （3）飞船在A点处点火后瞬间与点火前相比，速度是变大还是变小？ 7．我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施，大约用十年左右时间完成，这极大地提高了同学们对月球的关注程度 以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你解答： （1）已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，月球绕地球运动的周期为T，且把月球绕地球的运动近似看作是匀速圆周运动 试求出月球绕地球运动的轨道半径r （2）若某位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小球落回到抛出点。已知月球半径R月，万有引力常量G。试求出月球的质量M月。 8．一宇航员在某未知星球的表面上做平抛运动实验：在离地面高处让小球以某一初速度水平抛出，他测出小球落地点与抛出点的水平距离和落地时间，又已知该星球的半径为，引力常量为，若不考虑星球自转的影响，求：（最后结果必须用题中已知物理量表示） （1）小球抛出的初速度大小； （2）该星球表面的重力加速度； （3）该星球的质量。 9．在未来世界，人类以已经掌握了星际旅行，到了KOI 7711.01类地行星。这颗行星比我们的地球仅大30%，它围绕着一颗与太阳类似的恒星运行，这颗恒星距离地球1700光年。科学家对该行星进行了实地考察，得出该行星的半径为R。在星球地面上，现 ... ...