1．探究力的平行四边形定则的实验原理是等效原理，其等效性是指(　)

A．使两分力与合力满足平行四边形定则

B．使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合

C．使两次橡皮筋伸长的长度相等

D．使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变

答案：B

12.

图4－4－11

欧盟和我国合作的“伽利略”全球卫星定位系统的空间部分由平均分布在三个轨道平面上的30颗轨道卫星构成，每个轨道平面上有10颗卫星，从而实现高精度的导航定位．现假设“伽利略”系统中每颗卫星均围绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径为r，一个轨道平面上某时刻10颗卫星所在位置如图4－4－11所示，相邻卫星之间的距离相等，卫星1和卫星3分别位于轨道上A、B两位置，卫星按顺时针运行．地球表面重力加速度为g，地球的半径为R，不计卫星间的相互作用力．求卫星1由A位置运行到B位置所需要的时间．

解析：设地球质量为M，卫星质量为m，每颗卫星的运行周期为T，万有引力常量为G，由万有引力定律和牛顿定律有G＝mr² ①

地球表面重力加速度为g＝G　　　　　　　　　　 ②

联立①②式可得T＝ 　　　　　　　　　 ③

卫星1由A位置运行到B位置所需要的时间为t＝T　　　 ④

联立③④式可得t＝ .

答案：

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11．宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原地．(取地球表面重力加速度g＝10 m/s²，阻力不计)

(1)求该星球表面附近的重力加速度g′；

(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R_星∶R_地＝1∶4，求该星球的质量与地球质量之比M_星∶M_地．

解析：(1)设竖直上抛初速度为v₀，则v₀＝gt/2＝g′·5t/2，故g′＝g＝2 m/s².

(2)设小球质量为m，则mg＝　M＝，故＝＝×＝.

答案：(1)2 m/s²　(2)

10.

图4－4－10

如图4－4－10是“嫦娥一号”奔月示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨， 进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测．下列说法正确的是(　)

A．发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度

B．在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关

C．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比

D．在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力

解析：本题考查了与万有引力定律相联的多个知识点， 如万有引力公式、宇宙速度、卫星的周期等， 设问角度新颖．第三宇宙速度是卫星脱离太阳系的最小发射速度，所以“嫦娥一号”卫星的发射速度一定小于第三宇宙速度，A项错误；设卫星轨道半径为r，由万有引力定律知卫星受到的引力F＝G，C项正确．设卫星的周期为T，由G＝mr得T²＝ r³，所以卫星的周期与月球质量有关，与卫星质量无关，B项错误．卫星在绕月轨道上运行时，由于离地球很远，受到地球引力很小，卫星做圆周运动的向心力主要是月球引力提供，D错误．

答案：C

9．(2009·福建，14)“嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中，设探测器运行的轨道半径为r，运行速率为v，当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时(　)

A．r、v都将略为减小　 　　　　　　　　　　　　 B．r、v都将保持不变

C．r将略为减小，v将略为增大　 　　　　 D．r将略为增大，v将略为减小

解析：当探测器飞越月球上一些环形山中的质量密集区的上空时，相当于探测器和月球重心间的距离变小了，由万有引力定律F＝可知，探测器所受月球的引力将增大，这时的引力略大于探测器以原来轨道半径运行所需要的向心力，探测器将做靠近圆心的运动，使轨道半径略为减小，而且月球的引力对探测器做正功，使探测器的速度略微增加，故A、B、D选项错误，C选项正确．

答案：C

8.

图4－4－9

2008年9月我国成功发射“神舟七号”载人航天飞船．如图4－4－9为“神舟七号”绕地球飞行时的电视直播画面，图中数据显示，飞船距地面的高度约为地球半径的.已知地球半径为R，地面附近的重力加速度为g，大西洋星距地面的高度约为地球半径的6倍．设飞船、大西洋星绕地球均做匀速圆周运动．则(　)

A．“神舟七号”飞船在轨运行的加速度为0.91g　 　

B．“神舟七号”飞船在轨运行的速度为

C．大西洋星在轨运行的角速度为 　 　

D．大西洋星在轨运行的周期为2π　

解析：“神舟七号”飞船在轨运行时，由牛顿第二定律得＝m₁a＝m₁，h＝，由物体在地球表面受到的万有引力近似等于物体重力得：GM＝gR²，所以有a＝g＝0.91g，v＝ ，故A正确．大西洋星绕地球做匀速圆周运动时，由牛顿第二定律得＝m₂(R+h′)ω²＝m₂(R+h′)，且h′＝6R，所以有ω＝ ，T＝2π ，故CD正确．

答案：ACD

7．2008年9月25日21时10分，载着翟志刚、刘伯明、景海鹏三位宇航员的“神舟七号”飞船在中国酒泉卫星发射中心发射成功.9月27日翟志刚成功实施了太空行走．如果“神舟七号”飞船在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，已知地球的半径R，万有引力常量为G.在该轨道上，“神舟七号”航天飞船(　)

A．运行的线速度大小为

B．运行的线速度小于第一宇宙速度

C．运行时的向心加速度大小为

D．地球表面的重力加速度大小可表示为

解析：本题考查天体运动和万有引力定律的应用．由于飞船的轨道半径为R+h，故A项错误；第一宇宙速度是环绕的最大速度，所以飞船运行的速度小于第一宇宙速度，B项正确；运行的向心加速度为a＝，C项正确；在地球表面mg＝G，对飞船G＝m(R+h)，所以地球表面的重力加速度g＝，D项正确．

答案：BCD

6．“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现A、B两颗均匀球形天体，两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是(　)

A．天体A、B的质量一定不相等

B．两颗卫星的线速度一定相等

C．天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径之比

D．天体A、B的密度一定相等

解析：假设某行星有卫星绕其表面旋转，万有引力提供向心力，可得G＝mR，那么该行星的平均密度为ρ＝＝＝卫星的环绕速度v＝ ，表面的重力加速度g＝G＝G·，所以正确答案是CD.

答案：CD

5．(2010·杭州七校联考)一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上．用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g′表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，F_N表示人对秤的压力，下列说法中正确的是(　)

A．g′＝0　 　　　　 B．g′＝g　 　　 C．F_N＝0　 　 　D．F_N＝mg

解析：做匀速圆周运动的飞船及其上的人均处于完全失重状态，台秤无法测出其重力，故F_N＝0，C正确，D错误；对地球表面的物体，＝mg，宇宙飞船所在处，＝mg′，可得：g′＝g，A错误，B正确．

答案：BC

4.

图4－4－8

在美国东部时间2009年2月10日上午11时55分(北京时间11日0时55分)，美国一颗质量约为560 kg的商用通信卫星“铱33”与俄罗斯一颗已经报废的质量约为900 kg军用通信卫星“宇宙2251”相撞，碰撞发生的地点在俄罗斯西伯利亚上空，同时位于国际空间站轨道上方434千米的轨道上，如图4－4－8所示．如果将卫星和空间站的轨道都近似看做圆形，则在相撞前一瞬间下列说法正确的是(　)

A．“铱33”卫星比“宇宙2251”卫星的周期大

B．“铱33”卫星比国际空间站的运行速度大

C．“铱33”卫星的运行速度大于第一宇宙速度

D．“宇宙2251”卫星比国际空间站的角速度小

解析：由题意知两卫星的轨道半径相等且大于空间站的轨道半径，故A项错．又v＝ ，所以“铱33”卫星的运行速度小于空间站的运行速度，第一宇宙速度为地球表面卫星的最大运行速度，故B、C均错．由ω＝可知，半径越小，ω越大，故D正确．

答案：D