高中物理人教版必修2第六章第3節(jié)萬有引力定律課時(shí)作業(yè)（word版含解析）

1、第三節(jié)萬有引力定律1假定維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與使得蘋果下落的力真的是同一種力，同樣遵從“_”的規(guī)律，由于月球軌道半徑約為地球半徑(蘋果到地心的距離)的60倍，所以月球軌道上一個(gè)物體受到的引力是地球上的_倍根據(jù)牛頓第二定律，物體在月球軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度(月球_加速度)是它在地面附近下落時(shí)的加速度(_加速度)的_根據(jù)牛頓時(shí)代測(cè)出的月球公轉(zhuǎn)周期和軌道半徑，檢驗(yàn)的結(jié)果是_2自然界中任何兩個(gè)物體都_，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與_成正比、與_成反比，用公式表示即_其中G叫_，數(shù)值為_，它是英國(guó)物理學(xué)家_在實(shí)驗(yàn)室利用扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)得的3萬有引力定律適用于_的相互作用近似地，用于兩個(gè)物體間的距離遠(yuǎn)

2、遠(yuǎn)大于物體本身的大小時(shí)；特殊地，用于兩個(gè)均勻球體，r是_間的距離4關(guān)于萬有引力和萬有引力定律的理解正確的是()A不能看做質(zhì)點(diǎn)的兩物體間不存在相互作用的引力B只有能看做質(zhì)點(diǎn)的兩物體間的引力才能用F計(jì)算C由F知，兩物體間距離r減小時(shí)，它們之間的引力增大D萬有引力常量的大小首先是由牛頓測(cè)出來的，且等于6.67×1011 N·m2/kg25對(duì)于公式FG理解正確的是()Am1與m2之間的相互作用力，總是大小相等、方向相反，是一對(duì)平衡力Bm1與m2之間的相互作用力，總是大小相等、方向相反，是一對(duì)作用力與反作用力C當(dāng)r趨近于零時(shí)，F(xiàn)趨向無窮大D當(dāng)r趨近于零時(shí)，公式不適用6要使兩物體間的萬

3、有引力減小到原來的，下列辦法不可采用的是()A使物體的質(zhì)量各減小一半，距離不變B使其中一個(gè)物體的質(zhì)量減小到原來的，距離不變C使兩物體間的距離增為原來的2倍，質(zhì)量不變D使兩物體間的距離和質(zhì)量都減為原來的【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一萬有引力定律的理解1關(guān)于萬有引力定律的適用范圍，下列說法中正確的是()A只適用于天體，不適用于地面上的物體B只適用于球形物體，不適用于其他形狀的物體C只適用于質(zhì)點(diǎn)，不適用于實(shí)際物體D適用于自然界中任何兩個(gè)物體之間2兩個(gè)大小相同的實(shí)心小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬有引力為F，若兩個(gè)半徑是小鐵球2倍的實(shí)心大鐵球緊靠在一起，則它們之間的萬有引力為()A.F B4F C.F D16F

4、3一名宇航員來到一個(gè)星球上，如果該星球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的一半，它的直徑也是地球直徑的一半，那么這名宇航員在該星球上所受的萬有引力大小是它在地球上所受萬有引力的()A0.25倍 B0.5倍 C2.0倍 D4.0倍知識(shí)點(diǎn)二用萬有引力公式計(jì)算重力加速度4設(shè)地球表面重力加速度為g0，物體在距離地心4R(R是地球的半徑)處，由于地球的作用而產(chǎn)生的加速度為g，則g/g0為()A1 B1/9 C1/4 D1/165假設(shè)火星和地球都是球體，火星質(zhì)量M火和地球質(zhì)量M地之比為p，火星半徑R火和地球半徑R地之比q，那么離火星表面R火高處的重力加速度g火h和離地球表面R地高處的重力加速度g地h之比_.【方法技巧練】一

5、、用割補(bǔ)法求解萬有引力的技巧6有一質(zhì)量為M、圖1半徑為R的密度均勻球體，在距離球心O為2R的地方有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，現(xiàn)在從M中挖去一半徑為的球體，如圖1所示，求剩下部分對(duì)m的萬有引力F為多大？二、萬有引力定律與拋體運(yùn)動(dòng)知識(shí)的綜合7宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時(shí)間t小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時(shí)間5t小球落回原處(取地球表面重力加速度g10 m/s2，空氣阻力不計(jì))(1)求該星球表面附近的重力加速度g.(2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星R地14，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星M地8宇航員站在某一星球距離表面h高度處，以初速度v

6、0沿水平方向拋出一個(gè)小球，經(jīng)過時(shí)間t后小球落到星球表面，已知該星球的半徑為R，引力常量為G，求：(1)該星球表面重力加速度g的大小；(2)小球落地時(shí)的速度大??；(3)該星球的質(zhì)量1下列關(guān)于萬有引力定律的說法中，正確的是()A萬有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的BFG中的G是一個(gè)比例常數(shù)，是沒有單位的C萬有引力定律適用于任意質(zhì)點(diǎn)間的相互作用D兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的分離的球體之間的相互作用力也可以用F來計(jì)算，r是兩球體球心間的距離2下列關(guān)于萬有引力的說法中正確的是()A萬有引力是普遍存在于宇宙空間中所有具有質(zhì)量的物體之間的相互作用力B重力和引力是兩種不同性質(zhì)的力C當(dāng)兩物體間有另一質(zhì)量不可忽略的物體存在時(shí)，則這兩個(gè)

7、物體間的萬有引力將增大D當(dāng)兩物體間距離為零時(shí)，萬有引力將無窮大3下列關(guān)于萬有引力定律的說法中，正確的是()萬有引力定律是卡文迪許在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)的對(duì)于相距很遠(yuǎn)、可以看成質(zhì)點(diǎn)的兩個(gè)物體，萬有引力定律FG中的r是兩質(zhì)點(diǎn)間的距離對(duì)于質(zhì)量分布均勻的球體，公式中的r是兩球心間的距離質(zhì)量大的物體對(duì)質(zhì)量小的物體的引力大于質(zhì)量小的物體對(duì)質(zhì)量大的物體的引力A BC D4蘋果自由落向地面時(shí)加速度的大小為g，在離地面高度等于地球半徑處做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星的向心加速度為()Ag B.gC.g D無法確定5在某次測(cè)定引力常量的實(shí)驗(yàn)中，兩金屬球的質(zhì)量分別為m1和m2，球心間的距離為r，若測(cè)得兩金屬球間的萬有引力大小為F

8、，則此次實(shí)驗(yàn)得到的引力常量為()A. B.C. D.6設(shè)想把質(zhì)量為m的物體放到地球的中心，地球質(zhì)量為M，半徑為R，則物體與地球間的萬有引力是()A零 B無窮大CG D無法確定7月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的，一個(gè)質(zhì)量為600 kg的飛行器到達(dá)月球后()A在月球上的質(zhì)量仍為600 kgB在月球表面上的重力為980 NC在月球表面上方的高空中重力小于980 ND在月球上的質(zhì)量將小于600 kg8如圖2所示，兩個(gè)半徑分別為r10.40 m，r20.60 m，質(zhì)量分布均勻的實(shí)心球質(zhì)量分別為m14.0 kg、m21.0 kg，兩球間距離r02.0 m，則兩球間的相互引力的大小為(G6.67&

9、#215;1011 N·m2/kg2)()圖2A6.67×1011 N B大于6.67×1011 NC小于6.67×1011 N D不能確定9據(jù)報(bào)道，最近在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)了首顆“宜居”行星，其質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍，一個(gè)在地球表面重力為600 N的人在這個(gè)行星表面的重力將變?yōu)?60 N由此可推知，該行星的半徑與地球半徑之比約為()A0.5 B2 C3.2 D4題號(hào)123456789答案10.火星半徑為地球半徑的一半，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的.一位宇航員連同宇航服在地球上的質(zhì)量為100 kg，則在火星上其質(zhì)量為_kg，重力為_ N(g取9.8 m/s2)1

10、1假設(shè)地球自轉(zhuǎn)速度達(dá)到使赤道上的物體能“飄”起來(完全失重)試估算一下，此時(shí)地球上的一天等于多少小時(shí)？(地球半徑取6.4×106 m，g取10 m/s2)12如圖3所示，圖3火箭內(nèi)平臺(tái)上放有測(cè)試儀，火箭從地面啟動(dòng)后，以加速度豎直向上勻加速運(yùn)動(dòng)，升到某一高度時(shí)，測(cè)試儀對(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)第3節(jié)萬有引力定律課前預(yù)習(xí)練1平方反比公轉(zhuǎn)的向心自由落體遵從相同的規(guī)律2相互吸引物體的質(zhì)量m1和m2的乘積它們之間距離r的二次方FG引力常量6.67×1011 N·m2/kg2卡文迪許3質(zhì)點(diǎn)球心4C任何物體間

11、都存在相互作用的引力，故稱萬有引力，A錯(cuò)；兩個(gè)質(zhì)量均勻的球體間的萬有引力也能用F來計(jì)算，B錯(cuò)；物體間的萬有引力與它們距離r的二次方成反比，故r減小，它們間的引力增大，C對(duì)；引力常量G是由卡文迪許精確測(cè)出的，D錯(cuò)5BD兩物體間的萬有引力是一對(duì)相互作用力，而非平衡力，故A錯(cuò)，B對(duì)；萬有引力公式FG只適用于質(zhì)點(diǎn)間的萬有引力計(jì)算，當(dāng)r0時(shí)，物體便不能再視為質(zhì)點(diǎn)，公式不適用，故C錯(cuò)，D對(duì)6D課堂探究練1D2D小鐵球間的萬有引力FG大鐵球半徑是小鐵球半徑的2倍，其質(zhì)量為小鐵球mV·r3大鐵球MV·(2r)38··r38m所以兩個(gè)大鐵球之間的萬有引力FG16·

12、;16F.點(diǎn)評(píng)運(yùn)用萬有引力定律時(shí)，要準(zhǔn)確理解萬有引力定律公式中各量的意義并能靈活運(yùn)用本題通常容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤是考慮兩球球心距離的變化而忽略球體半徑變化而引起的質(zhì)量變化，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤3C由萬有引力定律公式，在地球上引力FG，在另一星球上引力FGG2G2F，故C正確點(diǎn)撥利用萬有引力定律分別計(jì)算宇航員在地球表面和星球表面所受到的萬有引力，然后比較即可得到結(jié)果4D地球表面：Gmg0.離地心4R處：Gmg由以上兩式得：()2.點(diǎn)評(píng)(1)切記在地球表面的物體與地心的距離為R.(2)物體在離地面h高度處，所受的萬有引力和重力相等，有mg.所以g隨高度的增加而減小，不再等于地面附近的重力加速度(3)通常情況下，

13、處在地面上的物體，不管這些物體是處于何種狀態(tài)，都可以認(rèn)為萬有引力和重力相等，但有兩種情況必須對(duì)兩者加以區(qū)別：一是從細(xì)微之處分析重力與萬有引力大小的關(guān)系，二是物體離地面高度與地球半徑相比不能忽略的情況5.解析距某一星球表面h高處的物體的重力，可認(rèn)為等于星球?qū)υ撐矬w的萬有引力，即mghG，解得距星球表面h高處的重力加速度為ghG.故距火星表面R火高處的重力加速度為g火hG，距地球表面R地高處的重力加速度為g地hG，以上兩式相除得·.點(diǎn)評(píng)對(duì)于星球表面上空某處的重力加速度ghG，可理解為gh與星球質(zhì)量成正比，與該處到星球球心距離的二次方成反比6.解析一個(gè)質(zhì)量均勻分布的球體與球外的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的

14、萬有引力可以用公式FG直接進(jìn)行計(jì)算，但當(dāng)球體被挖去一部分后，由于質(zhì)量分布不均勻，萬有引力定律就不再適用此時(shí)我們可以用“割補(bǔ)法”進(jìn)行求解設(shè)想將被挖部分重新補(bǔ)回，則完整球體對(duì)質(zhì)點(diǎn)m的萬有引力為F1，可以看做是剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的萬有引力F與被挖小球?qū)|(zhì)點(diǎn)的萬有引力F2的合力，即F1FF2.設(shè)被挖小球的質(zhì)量為M，其球心到質(zhì)點(diǎn)間的距離為r.由題意知M，r；由萬有引力定律得F1GF2GG故FF1F2.方法總結(jié)本題易錯(cuò)之處為求F時(shí)將球體與質(zhì)點(diǎn)之間的距離d當(dāng)做兩物體間的距離，直接用公式求解求解時(shí)要注意，挖去球形空穴后的剩余部分已不是一個(gè)均勻球體，不能直接運(yùn)用萬有引力定律公式進(jìn)行計(jì)算，只能用割補(bǔ)法7(1)2 m/

15、s2(2)180解析 (1)依據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，地面上豎直上拋物體落回原地經(jīng)歷的時(shí)間為：t在該星球表面上豎直上拋的物體落回原地所用時(shí)間為：5t所以gg2 m/s2(2)星球表面物體所受重力等于其所受星體的萬有引力，則有mgG所以M可解得：M星M地180.8(1)(2)(3)解析(1)由平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)知，在豎直方向小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，hgt2所以g.(2)水平方向速度不變vxv0豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng)vygt所以落地速度v(3)在星球表面，物體的重力和所受的萬有引力相等故有：mgG所以M課后鞏固練1ACD萬有引力定律是牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的，據(jù)FG知G的國(guó)際單位是N·m2/k

16、g2，適用于任何兩個(gè)物體之間的相互引力作用2A兩物體間萬有引力大小只與兩物體質(zhì)量的乘積及兩物體間的距離有關(guān)，與存不存在另一物體無關(guān)，所以C錯(cuò)若間距為零時(shí)，公式不適用，所以D錯(cuò)3C4C地面處：mgG，則g離地面高為R處：mgG，則g所以，即gg，C正確5B由萬有引力定律FG得G，所以B項(xiàng)正確6A設(shè)想把物體放到地球中心，此時(shí)FG已不適用，地球的各部分對(duì)物體的吸引力是對(duì)稱的，故物體與地球間的萬有引力是零，答案為A.7ABC物體的質(zhì)量與物體所處的位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，故A對(duì)，D錯(cuò)；由題意可知，物體在月球表面上受到的重力為地球表面上重力的，即Fmg×600×9.8 N980 N，故B對(duì)

17、；由F知，r增大時(shí)，引力F減小在星球表面，物體的重力可近似認(rèn)為等于物體所受的萬有引力，故C對(duì)點(diǎn)評(píng)物體的質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少，與物體所處的位置和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)；在星球表面，物體的重力可認(rèn)為等于物體所受的萬有引力，與物體和星球的質(zhì)量及二者的相對(duì)位置有關(guān)8C此題中為兩質(zhì)量分布均勻的球體，r是指兩球心間的距離，由萬有引力定律公式得F N2.96×1011 N<6.67×1011 N，故選C.對(duì)公式FG的各物理量的含義要弄清楚兩物體之間的距離r：當(dāng)兩物體可以看成質(zhì)點(diǎn)時(shí)，r是指兩質(zhì)點(diǎn)間距離；對(duì)質(zhì)量分布均勻的球體，r是指兩球心間距離9B設(shè)地球質(zhì)量為m，則“宜居”行星質(zhì)量為M，則M6.4m.設(shè)人的質(zhì)量為m，地球的半徑為R地，“宜居”行星的半徑為R，由萬有引力定律得，地球上G地G“宜居”行星上GGG兩式相比得.10100436解析地球表面的重力加速度g地火星表面的重力加速度g火由得g火·g地22××9.8 m/s24.36 m/s2，物體在火星上的重力mg火100×4.36 N436 N.111.4 h解析物體剛要“飄”起來時(shí)，還與地球相對(duì)靜止，其周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，此時(shí)物體只受重力作用，物