2018-2019學(xué)年高中物理 第六章 萬有引力與航天 2 太陽與行星間的引力 3 萬有引力定律習(xí)題 新人教版必修2.doc

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2　太陽與行星間的引力 3　萬有引力定律 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 　　　知識(shí)點(diǎn)一　萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程 1．太陽對(duì)行星的引力F與行星對(duì)太陽的引力F′大小相等，其依據(jù)是(　　) A．牛頓第一定律B．牛頓第二定律 C．牛頓第三定律D．開普勒第三定律 2．(多選)根據(jù)開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)得：太陽對(duì)行星的引力F∝，行星對(duì)太陽的引力F′∝，其中M、m、r分別為太陽的質(zhì)量、行星的質(zhì)量和太陽與行星間的距離．下列說法正確的是(　　) A．由F∝和F′∝知F∶F′＝m∶M B．F和F′大小相等，是作用力與反作用力 C．F和F′大小相等，是同一個(gè)力 D．太陽對(duì)行星的引力提供行星繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 3．把行星的運(yùn)動(dòng)近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)以后，開普勒第三定律可寫為T2＝，則推得(　　) A．太陽對(duì)質(zhì)量為m的行星的引力為F＝k B．太陽對(duì)行星的引力都相同 C．太陽對(duì)質(zhì)量為m的行星的引力為F＝ D．質(zhì)量越大的行星，太陽對(duì)它的引力一定越大 　　　知識(shí)點(diǎn)二　引力常量及對(duì)萬有引力定律的理解和計(jì)算 4．(多選)關(guān)于引力常量G，下列說法中正確的是(　　) A．在國際單位制中，G在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是1kg的物體相距1m時(shí)的相互作用力 B．G是一個(gè)沒有單位的比例常數(shù)，它的數(shù)值是人為規(guī)定的 C．在不同的星球上，G的數(shù)值不一樣 D．在不同的單位制中，G的數(shù)值是不同的 5．下列關(guān)于天文學(xué)發(fā)展歷史的說法正確的是(　　) A．哥白尼建立了日心說，并且現(xiàn)代天文學(xué)證明太陽就是宇宙的中心 B．開普勒提出繞太陽運(yùn)行的行星軌道的半長軸的二次方跟公轉(zhuǎn)周期的三次方之比都相等 C．牛頓建立了萬有引力定律，并根據(jù)該定律計(jì)算出了太陽與地球之間的引力 D．卡文迪許用扭秤實(shí)驗(yàn)測出了引力常量G，其在國際單位制中的單位是Nm2/kg2 6．兩個(gè)質(zhì)量相等的均勻球體之間的萬有引力大小為F，若將它們球心間距離增大為原來的3倍，其萬有引力大小將變?yōu)?　　) A.B. C.D. 7．設(shè)想把質(zhì)量為m的物體放在地球的中心，地球的質(zhì)量為M，半徑為R，則物體與地球間的萬有引力是(　　) A．0B．無窮大 C．GD．無法確定 8．如圖L6－2－1所示，兩球的質(zhì)量分別為m1、m2，半徑分別為R1、R2，已知兩球的半徑遠(yuǎn)小于R，兩球質(zhì)量均勻分布，則兩球間的萬有引力大小為(　　) 圖L6－2－1 A．GB．G C．GD．G 9．已知地球半徑為R，將一物體從地面發(fā)射至離地面高h(yuǎn)處時(shí)，物體所受萬有引力減小到原來的一半，則h為(　　) A．RB．2R C.RD．(－1)R 　　　知識(shí)點(diǎn)三　重力與萬有引力的關(guān)系 10．火箭在高空某處所受的引力為它在地面某處所受引力的一半，則火箭離地面的高度與地球半徑之比為(　　) A．(＋1)∶1B．(－1)∶1 C.∶1D．1∶ 11．假如地球的自轉(zhuǎn)角速度增大，關(guān)于物體的重力，下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．放在赤道上的物體的萬有引力不變 B．放在兩極上的物體的重力不變 C．放在赤道上的物體的重力減小 D．放在兩極上的物體的重力增加 12．火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的和，地球表面的重力加速度為g，則火星表面的重力加速度約為(　　) A．0.2gB．0.4g C．2.5gD．5g 綜合拓展 13．如圖L6－2－2所示，M、N為兩個(gè)完全相同的質(zhì)量分布均勻的小球，AB為MN連線的中垂線，有一質(zhì)量為m的小球從MN連線的中點(diǎn)O沿OA方向運(yùn)動(dòng)，則它受到的萬有引力大小變化的情況是(　　) 圖L6－2－2 A．一直增大B．一直減小 C．先減小后增大D．先增大后減小 14．已知太陽的質(zhì)量為M，地球的質(zhì)量為m1，月球的質(zhì)量為m2，當(dāng)發(fā)生日全食時(shí)，太陽、月球、地球幾乎在同一直線上，且月球位于太陽與地球中間，如圖L6－2－3所示．設(shè)月球到太陽的距離為a，地球到月球的距離為b，則太陽對(duì)地球的引力F1和對(duì)月球的引力F2的大小之比為多少？ 圖L6－2－3 15．如圖L6－2－4所示，火箭內(nèi)平臺(tái)上放有測試儀器，火箭從地面啟動(dòng)后以的加速度豎直向上勻加速運(yùn)動(dòng)，升到某一高度時(shí)，測試儀器對(duì)平臺(tái)的壓力為啟動(dòng)前壓力的.已知地球半徑為R，求火箭此時(shí)離地面的高度．(g為地面附近的重力加速度) 圖L6－2－4 1．C　[解析]太陽對(duì)行星的引力和行星對(duì)太陽的引力是作用力與反作用力，根據(jù)牛頓第三定律可知，二者等大，故選項(xiàng)C正確． 2．BD　[解析]F′和F大小相等，方向相反，是作用力與反作用力，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；太陽對(duì)行星的引力提供行星繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，選項(xiàng)D正確． 3．C　[解析]太陽對(duì)行星的引力提供行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則F＝m，又v＝，結(jié)合T2＝可得出F的表達(dá)式為F＝，可知F與m、r都有關(guān)系，故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確． 4．AD　[解析]依據(jù)萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F＝G可得G＝＝6.6710－11Nm2/kg2，則知：在國際單位制中，G在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是1kg的物體相距1m時(shí)的相互作用力；它的單位是導(dǎo)出單位，為Nm2/kg2，大小為6.6710－11.此數(shù)值并非人為規(guī)定的，它是一個(gè)實(shí)驗(yàn)測得的值；G是一個(gè)與星球無關(guān)的常量，在不同星球上，G的數(shù)值都為6.6710－11Nm2/kg2；雖然如此，但G的數(shù)值與單位有關(guān)，在不同的單位制中，G的數(shù)值是不同的． 5．D　[解析]哥白尼建立了日心說，但現(xiàn)代天文學(xué)證明太陽不是宇宙的中心，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；開普勒提出繞太陽運(yùn)行的行星軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方之比都相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；牛頓建立了萬有引力定律，但他不知道引力常量G的值，故無法計(jì)算出太陽與地球間的引力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；卡文迪許用扭秤實(shí)驗(yàn)測出了引力常量G，在國際單位制下通常取G＝6.6710－11Nm2/kg2，故選項(xiàng)D正確． 6．C　[解析]由萬有引力定律的表達(dá)式F＝可知，當(dāng)兩球質(zhì)量不變時(shí)，兩均勻球體之間的萬有引力與它們球心間距離的二次方成反比，C正確． 7．A　[解析]把地球無限分割，則關(guān)于地心對(duì)稱的兩點(diǎn)對(duì)物體的引力大小相等，方向相反，合力為0，而地球上的點(diǎn)總是關(guān)于地心對(duì)稱的，所以物體與地球間的萬有引力是0. 8．D　[解析]注意萬有引力定律中的r為兩球心間的距離，根據(jù)萬有引力定律得，F(xiàn)＝G＝G，D正確． 9．D　[解析]根據(jù)萬有引力定律，F(xiàn)＝G，F(xiàn)′＝G＝F，可得h＝(－1)R. 10．B　[解析]設(shè)地球的半徑為R，火箭離地面高度為h，所以F空＝，F(xiàn)地＝，其中F空＝F地，因此＝，B項(xiàng)正確． 11．D　[解析]地球的自轉(zhuǎn)角速度增大，地球上所有物體受到的萬有引力不變，選項(xiàng)A正確；在兩極，物體受到的重力等于萬有引力，萬有引力不變，故其重力不變，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤；放在赤道上的物體，F(xiàn)引＝G＋mω2R，由于ω增大，而F引不變，則G減小，C正確． 12．B　[解析]在星球表面有mg＝，設(shè)火星表面的重力加速度為g火，則＝＝0.4.故B項(xiàng)正確． 13．D　[解析]質(zhì)量為m的小球在O點(diǎn)時(shí)，它受到的萬有引力為零，沿OA方向到無窮遠(yuǎn)處也為零，但其間不為零，因此，質(zhì)量為m的小球受到的引力必經(jīng)歷一個(gè)先增大后減小的變化過程，故D項(xiàng)正確． 14. [解析]由太陽與行星間的引力公式F＝G得 太陽對(duì)地球的引力 F1＝G 太陽對(duì)月球的引力 F2＝G 由以上兩式得＝. 15. [解析] 火箭上升過程中，測試儀器受豎直向下的重力和向上的支持力，設(shè)高度為h時(shí)，重力加速度為g′，由牛頓第二定律得 mg－mg′＝m 解得g′＝g 由萬有引力定律知 G＝mg G＝mg′ 聯(lián)立解得h＝.