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高考物理万有引力与航天试题(有答案和解析)

一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天

1．一宇航员在某未知星球的表面上做平抛运动实验：在离地面h高处让小球以某一初速度

xt

水平抛出，他测出小球落地点与抛出点的水平距离为和落地时间，又已知该星球的半径

RG

为，己知万有引力常量为，求：

（1）小球抛出的初速度v

o

（2）该星球表面的重力加速度g

（3）该星球的质量M

（4）该星球的第一宇宙速度v（最后结果必须用题中己知物理量表示）

2hR

222

(1)v=x/t(2)g=2h/t(3)2hR/(Gt)(4)

【答案】

0

t

【解析】

（1）小球做平抛运动，在水平方向：x=vt，

解得从抛出到落地时间为：v=x/t

0

1

（2）小球做平抛运动时在竖直方向上有：h=2，

gt

2

2；

解得该星球表面的重力加速度为：g=2h/t

（3）设地球的质量为M，静止在地面上的物体质量为m，

Mm

由万有引力等于物体的重力得：mg=G

R2

gR2

22

所以该星球的质量为：M==2hR/(Gt)；

G

（4）设有一颗质量为m的近地卫星绕地球作匀速圆周运动，速率为v，

Mmv2

由牛顿第二定律得：Gm

R2R

Mm

重力等于万有引力，即mg=G，

R2

2hR

解得该星球的第一宇宙速度为：vgR

t

640kg201811

2．经过逾个月的飞行，质量为