高一物理万有引力定律及其应用

J．电磁打点计时器1台（含复写纸片、纸带） K．电子秒表1个

L．带有光控计时器的实验平板一块．在平板两端各有一个光控门，同时还配有其专用的直流电源、导线、开关、重锤线、滑块，该器材可用来测量物体从—个光控门运动到另—个光控门的时间

M．支架：能满足实验所需的固定作用

到达X星球后，三个学生从以上器材中选择各自所需的器材（同一器材可以重复选用），用不同的方法各自独立地测出了重力加速度g的值． 现请你完成他们所做的实验： 实验一：（已经完成） (1）器材有：A、H、I （2）主要的实验步骤是：

①选取一个合适的钩码，用天平测出质量m ②用测力计测出该钩码的重力F ③计算重力加速度的表达式为g?实验二：

（1）选用的器材有_________________ （2）写出主要的实验步骤（简明扼要）．

______________________________________________________________ 实验三：

（1）选用的器材有_________________ （2）写出主要的实验步骤（简明扼要）．

_____________________________________________________________ 三、计算论述题

17.若近似认为月球绕地球公转与地球绕太阳公转的轨道在同一平面内，且均为正圆。已知这两种转动同向，如图所示。月相变化的周期为29.5天, 图示是相继两次满月，月.地.日相对位置的示意图）。求月球绕地球自转一周所用的时间T(因月球总是一面朝向地球，故T恰是月球的自转周期)。（提示：可借鉴恒星日.太阳日的解释方法）。

满月 M1/

M2 月亮 θ E2 地球 29.5天 F m满月 M1 月亮

E1

地球 θ S 太阳

18.在地球表面，某物体用弹簧秤竖直悬挂且静止时，弹簧秤的示数为160N，把该物体放在航天器中，若航天器以加速度a＝g/2（g为地球表面的重力加速度）竖直上升，在某一时刻，将该物体悬挂在同一弹簧秤上，弹簧秤的示数为90N，若不考虑地球自转的影响，已知地球半径为R。求：

19. 2007年10月24日，“嫦娥一号”卫星星箭分离，卫星进入绕地球轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：12小时椭圆轨道①→24小时椭圆轨道②→48小时椭圆轨道③→地月转移轨道④。11月5日11时，当卫星经过距月球表面高度为h的A点时，再一次实施变轨，进入12小时椭圆轨道⑤，后又经过两次变轨，最后进入周期为T的月球极月圆轨道⑦。如图所示，已知月球半径为R。

（1）请回答：“嫦娥一号”在完成第三次近地变轨时需要加速还是减速？ （2）写出月球表面重力加速度的表达式。

参考答案

一、不定项选择题

1.BD 2.AB 3.A 4.B 5.C 6.D 7.BC 8.ABD 9.D 10.ACD

11.C 12.BC 13.ABD 14.B 二、填空实验题 15. T=

2?sR

v02h16. （1）B、D、F、G、J、M （3分）

（2）①将实验装置按要求安装好

②接通电源，释放处于竖直状态的纸带。用刻度尺测量出纸带上相邻两点间的距离分别为d1、d2。

③计算重力加速度的表达式为g?(d2?d1)f2 （3分） 实验三：

（1）G、L、M （3分）

（2）①将带光控计时器的平板用支架竖直架稳 ②测量两个光控门之间的距离s

③把滑块从上面的一个光控门处自由释放，读出下落时间t

④计算重力加速度的表达式为g?三、计算论述题

17. 因为月球总是一面向地球，故T恰好等于月球自转周期，月球转过（2π+θ）用了29.5天，故共转过2π只用

2s （3分） t229.5?2?天，由地球公转知t?2???2??29.5?27.3天 29.52??2??36518. （1）此时物体所受的重力 （2）此时航天器距地面的高度。 （1）T－G′＝ma ??2分

G′＝T－ma＝90－16×5＝10N ??3分

GMm（2）G0＝

R2 ??2分

则R2r2 ＝G'G0 ＝10

160 ??2分 所以r＝4R ??2分

即此时航天器距地高度为3R ??1分

19. （1）加速 （2）设月球表面的重力加速度为g月，在月球表面有GMmR2?mg月 卫星在极月圆轨道有

GMm(R?h)2?m(2?T)2(R?h) 4?2(R?h)2解得g月?T2R2

2分） 3分） （3分）2分） （

（

（