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物理 人教版 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 第3节 万有引力理论的成就 课时2 万有引力定律与环绕规律.docx

2025年 2024年 格式: DOCX   13页   下载:1   时间:2025-07-07   浏览:4   免费试卷
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物理 人教版 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 第3节 万有引力理论的成就 课时2 万有引力定律与环绕规律 1.木星有众多卫星,其中木卫四绕木星做匀速圆周运动的轨道半径约为2×10 9 m,公转周期约为1.5×10 6 s,已知引力常量 G =6.67×10 -11 N·m 2 /kg 2 ,则木星质量的数量级为(  ) A.10 25 kg B.10 27 kg C.10 29 kg D.10 31 kg 【答案】B  【详解】设木卫四的质量为 m ,木星的质量为 M ,根据万有引力提供向心力,有 G = m r ,代入数据解得 M ≈2×10 27 kg,故B正确. 2.“嫦娥四号”探测器已于2019年1月3日在月球背面安全着陆,开展月表形貌与地质构造调查等科学探测.已知月球半径为 R 0 ,月球表面处重力加速度为 g 0 ,地球和月球的半径之比为 =4,表面重力加速度之比为 =6,则地球和月球的密度之比 为(  ) A. B. C.4 D.6 【答案】B  【详解】设星球的密度为 ρ ′,根据万有引力等于重力得 G = mg ,得 GM = gR 2 , ρ ′= = ,联立解得 ρ ′= ,地球和月球的密度之比 = · ,将 =4, =6代入上式解得 = ,故B正确. 【方法总结】 计算天体质量和密度的方法 (1)重力加速度法:利用天体表面的重力加速度 g 和天体半径 R . ①由 G = mg 得天体质量 M = . ②天体密度 ρ = = = . (2)天体环绕运行法:测出卫星绕天体做匀速圆周运动的周期 T 和半径 r . ①由 G = m r 得天体的质量 M = . ②若已知天体的半径 R ,则天体的密度 ρ = = = . 3.2020年4月24日,国家航天局宣布,将我国行星探测任务命名为“天问”,首次火星探测任务命名为“天问一号”.已知引力常量 G ,忽略星球自转的影响,为计算火星的质量,需要测量的数据是(  ) A.火星表面的重力加速度 g 和火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径 r B.火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径 r 和火星的公转周期 T C.某卫星绕火星做匀速圆周运动的周期 T 和火星的半径 R D.某卫星绕火星做匀速圆周运动的轨道半径 r 和卫星的公转周期 T 【答案】D  【详解】若已知火星表面的重力加速度 g ,则有 mg = ,解得 M = ,不知道火星的半径,无法求解火星的质量,若已知火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径 r 和火星的公转周期 T ,根据万有引力提供向心力可得 = Mr ,解得 M 日 = ,可以求出太阳的质量,而火星的质量在计算过程中会被约去,无法求解火星的质量,故A、B错误;若已知某卫星绕火星做匀速圆周运动的周期 T ,根据万有引力提供向
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