江蘇省連云港市2019年高考物理 考點(diǎn)突破每日一練（24）萬(wàn)有引力定律應(yīng)用的新情景問(wèn)題、動(dòng)力學(xué)能量的綜合問(wèn)題（含解析）.doc

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考點(diǎn)突破每日一練（24）萬(wàn)有引力定律應(yīng)用的新情景問(wèn)題、動(dòng)力學(xué)能量的綜合問(wèn)題 1．(多選)如圖所示，兩星球相距為L(zhǎng)，質(zhì)量比為mA∶mB＝1∶9，兩星球半徑遠(yuǎn)小于L.從星球A沿A、B連線向B以某一初速度發(fā)射一探測(cè)器．只考慮星球A、B對(duì)探測(cè)器的作用，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．探測(cè)器的速度一直減小 B．探測(cè)器在距星球A為處加速度為零 C．若探測(cè)器能到達(dá)星球B，其速度可能恰好為零 D．若探測(cè)器能到達(dá)星球B，其速度一定大于發(fā)射時(shí)的初速度 2．地球赤道上的重力加速度為g＝9.8m/s2，物體在赤道上的向心加速度約為an＝3.39 cm/s2，若使赤道上的物體處于完全失重狀態(tài)，則地球的轉(zhuǎn)速應(yīng)約為原來(lái)的(　　) A．17倍 B．49倍 C．98倍 D．289倍 3．據(jù)報(bào)道，美國(guó)宇航局發(fā)射的“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)孿生雙子火星探測(cè)器在2004年1月4日和1月25日相繼帶著地球人的問(wèn)候在火星著陸．假設(shè)火星和地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)可以近似看作同一平面內(nèi)同方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知火星的軌道半徑r1＝2.41011m，地球的軌道半徑r2＝1.51011m，如圖所示，從圖示的火星與地球相距最近的時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，估算火星再次與地球相距最近時(shí)需要的時(shí)間為(　　) A．1.4年 B．4年 C．2.0年 D．1年 4．質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時(shí)，引力勢(shì)能可表示為Ep＝－，其中G為引力常量，M為地球質(zhì)量．該衛(wèi)星原來(lái)在半徑為R1的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由于受到極稀薄空氣的摩擦作用，飛行一段時(shí)間后其圓周運(yùn)動(dòng)的半徑變?yōu)镽2，此過(guò)程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為(　　) A．GMm(－) B．GMm(－) C.(－) D.(－) 5．如圖所示，光滑的水平面AB與半徑R＝0.4 m的光滑豎直半圓軌道BCD在B點(diǎn)相切，D點(diǎn)為半圓軌道最高點(diǎn)，A點(diǎn)的右側(cè)連接一粗糙的水平面．用細(xì)線連接甲、乙兩物體，中間夾一輕質(zhì)壓縮彈簧，彈簧與甲、乙兩物體不拴接，甲的質(zhì)量為m1＝4 kg，乙的質(zhì)量m2＝5 kg，甲、乙均靜止．若固定乙，燒斷細(xì)線，甲離開(kāi)彈簧后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入半圓軌道，過(guò)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力恰好為零．取g＝10 m/s2，甲、乙兩物體均可看作質(zhì)點(diǎn)，求： (1)甲離開(kāi)彈簧后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度的大小vB； (2)在彈簧壓縮量相同的情況下，若固定甲，燒斷細(xì)線，乙物體離開(kāi)彈簧后從A點(diǎn)進(jìn)入動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4的粗糙水平面，則乙物體在粗糙水平面運(yùn)動(dòng)的位移x. 參考答案 1．BD　[探測(cè)器從A向B運(yùn)動(dòng)，所受的萬(wàn)有引力合力先向左再向右，則探測(cè)器的速度先減小后增大．故A錯(cuò)誤；當(dāng)探測(cè)器合力為零時(shí)，加速度為零，則有：G＝G，因?yàn)閙A∶mB＝1∶9，則rA∶rB＝1∶3，知探測(cè)器距離星球A的距離為處加速度為零．故B正確；探測(cè)器到達(dá)星球B的過(guò)程中，由于B的質(zhì)量大于A的質(zhì)量，從A到B萬(wàn)有引力的合力做正功，則動(dòng)能增加，所以探測(cè)器到達(dá)星球B的速度一定大于發(fā)射時(shí)的速度．故C錯(cuò)誤，D正確．] 2．A　[物體隨地球自轉(zhuǎn)時(shí)，F(xiàn)萬(wàn)＝mg＋man an＝ω2r＝(2πn)2r 物體“飄”起來(lái)時(shí)F萬(wàn)＝mg＋man＝man′＝mω′2r＝m(2πn′)2r 聯(lián)立解得：＝＝≈17 轉(zhuǎn)速n＝，可知轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的17倍．] 3．C　[已知地球的公轉(zhuǎn)周期T地＝1年，設(shè)火星的公轉(zhuǎn)周期為T(mén)火，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律有＝；設(shè)經(jīng)過(guò)t年火星再次與地球相距最近，那么應(yīng)滿足關(guān)系式－＝1，聯(lián)立以上兩式，并代入數(shù)據(jù)，可解得t≈2.0年．C正確．] 4．C　[衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力，＝m，可得質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時(shí)的動(dòng)能為Ek＝mv2＝，結(jié)合題意，此時(shí)衛(wèi)星的機(jī)械能E＝Ek＋Ep＝－；根據(jù)能量守恒定律，該衛(wèi)星因摩擦而產(chǎn)生的熱量等于衛(wèi)星損失的機(jī)械能， 所以Q＝E1－E2＝－－(－)＝(－)，故C正確．] 5．(1)2 m/s　(2)2 m 解析　(1)甲在最高點(diǎn)D時(shí)對(duì)軌道的壓力恰好為零，由牛頓第二定律，有 m1g＝m1 由甲離開(kāi)彈簧運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒得： m1v＝m1g2R＋m1v 聯(lián)立解得vB＝2 m/s (2)Ep＝m1v＝m2v，得v2＝4 m/s 乙在粗糙水平面做勻減速運(yùn)動(dòng)，μm2g＝m2a 得a＝4 m/s2，x＝＝2 m