”科学思维“专练（三）万有引力定律的应用-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理必修第二册（人教版2019 江苏专用）

7.选C欲使探测器轨道降低，需要控制发动机向运动方向}13.解析：(1)“天问一号”环绕火星做匀速圆运动时，根据万有 喷射气体，根据反冲原理，探测器速度降低，所需向心力小 于火星对探测器的万有引力，探测器做向心运动，从而实现 引力充当向心力可知GMm-4π r m,解得M=4rr G°。 着陆，故A错误：着陆过程火星车在最后阶段一定向下做 GM_4π2r3 减速运动，火星车处于超重状态，故B错误：根据GMm (2)根招G=mg,解得g=R=R下。 R R (3)根据第一宇宙速度定义，可得火星的第一宇宙速度为 n2得yGM,故达/米整=2， /GM, 文纯VM地Rx 3,故C正确；探测 Mm-m GM R,得v√R -VgR 器脱离地球的引力作用而进入太阳系，其在地球的发射速 度介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之间，故D错误。 代入g= ，可得=平√辰 4π2r3 8.选C卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心 力，虽然美国所有GPS的卫星离地面的高度一样，但由于 答案：(1)4πr (2)4x- GT RT √限 卫星的质量大小关系不知道，所以卫星受到的万有引力大 小关系不能确定，即所受向心力大小关系不能确定，A错 “科学思维”专练（三） 误；卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力， 1.选C设组合体质量为，根据匀速圆周运动的规律，万有 时有=m二，每得√风c√厂，由于美国所有 m2m 2 r2 引力充当向心力，G (2十)=m十万：解得0≈1，.6× GPS的卫星轨道半径小于北斗一号的卫星轨道半径，所以 103m/s,选项C正确。 美国所有GPS的卫星比北斗一号的卫星线速度大，B错 :2.选C卫星要进入更高的轨道，需要做离心运动，当万有引 误：卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力， 力不足以提供做圆周运动的向心力时，卫星做离心运动，则 则有GM=ma,解得a=Gce之，可知北斗二号中的中 需要加速进入更高的轨道，到达预定轨道后做匀速圆周运 r2 轨道卫星的加速度一定大于高轨道卫星的加速度，C正确； 动，根括Gm=m号可得u√，可知半径变大之后， 北斗一号系统中三颗卫星的角速度等于地球自转角速度 ,根据Q=2r,北斗一号系统中三颗卫星的轨道半径大 速度v减小，故A、B、D错误，C正确 于地球半径，所以北斗一号系统中三颗卫星向心加速度比 3.选D轨道I上P点为近月点，速度最大，Q点为远月点 速度最小，故A错误：从轨道Ⅱ到轨道I,需要在P,点点火 赤道上物体的向心加速度大，D错误。 9.选C7.9km/s是第一宇宙速度，是发射卫星的最小速 加速，因此探测器在I轨道上经过P,点的速度大于在Ⅱ轨 度，也是卫星最大的环绕速度，故“天和”核心舱的发射速度 道上经过P点的速度，故B错误；同一，点，受到的万有引力 不可能小于7.9km/s,“天和”核心舱在圆轨道上运行速度 相同，根据牛顿第二定律可知，加速度相同，故C错误；根 不可能大于7.9k/s,故A、D错误；地球的表面的重力加速度 据开普勒第三定律可知，「轨道半长轴较大，周期较大，故 D正确。 为g=10mg,由G=mg,GR=m祭(R十 :4.选C在火星表面附近，对于绕火星做匀速圆周运动的物 h),联立解得“天和”核心舱的运行周期T≈1.5h,故B错 体，有ng火=n R,得T2=4R,根据开普勒第三 误：由GMn T g火 R 舱的加速度a≈8.9m/s2,故C正确。 定律，有T 2 -,代入数据解得1≈6X 10,选D卫星绕某行星做匀速圆周运动时，由万有引力提供 T 向心力有G”0=m:号=m:r=m:(停) 10m,C正确。 -2 5.选B由万有引力提供向心力有Gm=m /Gn行 √，T=2√ R rR,整理得 T ma,解得√，，w√ R-GM,可知 4π2 产只与中心天体的质量有关，则” G,因为m=M<m2=2M,所以甲的线速度、角 Rs 速度、向心加速度比乙的小，故A、B错误，D正确；甲的运 Ts? 行周期比乙的大，故C错误。 R,已知T=1年，由题图可知恒星2绕银河系运动的 11.选B依题意，甲和丙的周期相同，即T=T两=24h> T地2 T,=90min,故A错误：根据GM=m祭r,解得r 周期T2=2×(2002一1994)年=16年，解得M≈4× 10M,B正确 √T.可得>旅=，解得a-以可 GMT :6.选C由题意知，返回器在b,点处于超重状态，故A错误； 从a到e通过大气层，除了受到万有引力作用，由于有空气 得au>04,根搭a=祭，可得a6>a,则有a,>a6 的阻力作用，在a、c、e三点时的速率不等，故B错误；在d 点受万有引力：F=GMm=ma,所以加速度a=GM,故C 甲，故B正确；地球的第一宇宙速度是所有卫星最大的环 r2