2013高中物理 6.3《萬有引力定律》同步規(guī)范訓(xùn)練 新人教版必修2

1、PAGE PAGE 63 萬有引力定律(時(shí)間：60分鐘)知識(shí)點(diǎn)基礎(chǔ)中檔稍難萬有引力定律的理解31、2萬有引力定律的應(yīng)用45、6萬有引力與重力78、9綜合提升10、1112、13知識(shí)點(diǎn)一萬有引力定律的理解1牛頓以天體之間普遍存在著引力為依據(jù)，運(yùn)用嚴(yán)密的邏輯推理，建立了萬有引力定律在創(chuàng)建萬有引力定律的過程中，牛頓()A接受了胡克等科學(xué)家關(guān)于“吸引力與兩中心距離的平方成反比”的猜想B根據(jù)地球上一切物體都以相同加速度下落的事實(shí)，得出物體受地球的引 力與其質(zhì)量成正比，即Fm的結(jié)論C根據(jù)Fm和牛頓第三定律，分析了地月間的引力關(guān)系，進(jìn)而得出Fm1D根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出了比例系數(shù)G的大小解析在創(chuàng)建萬有引力定律

2、的過程中，牛頓接受了平方反比猜想，和物體受地球的引力與其質(zhì)量成正比，即Fm的結(jié)論，而提出萬有引力定律后來卡文迪許利用扭秤測量出萬有引力常量G的大小，C項(xiàng)是在建立萬有引力定律后才進(jìn)行的探索，因此符合題意的只有A、B.答案AB2關(guān)于萬有引力公式FGeq f(m1m2,r2)，以下說法中正確的是()A公式只適用于星球之間的引力計(jì)算，不適用于質(zhì)量較小的物體B當(dāng)兩物體間的距離趨近于0時(shí)，萬有引力趨近于無窮大C兩物體間的萬有引力也符合牛頓第三定律D公式中引力常量G的值是牛頓規(guī)定的解析萬有引力公式FGeq f(m1m2,r2)雖然是牛頓由天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律而得出的，但牛頓又將它推廣到了宇宙中的任何物體，適用于計(jì)

3、算任何兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力當(dāng)兩個(gè)物體的距離趨近于0時(shí)，兩個(gè)物體就不能視為質(zhì)點(diǎn)了，萬有引力公式不再適用兩物體間的萬有引力也符合牛頓第三定律公式中引力常量G的值，是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測定的，而不是人為規(guī)定的故正確答案為C.答案C3下列說法正確的是()A行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的橢圓軌道可以近似看作圓形軌道，其向心力來源于太陽對(duì)行星的引力B太陽對(duì)行星的引力大于行星對(duì)太陽的引力，所以行星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，而不是太陽繞行星運(yùn)轉(zhuǎn)C萬有引力定律適用于天體，不適用于地面上的物體D行星與衛(wèi)星之間的引力、地面上的物體所受的重力和太陽對(duì)行星的引力是性質(zhì)不同的力解析萬有引力定律揭示了自然界中任何有質(zhì)量的物體間都普遍存在著的一種相互吸引力，且性質(zhì)、

4、規(guī)律都相同太陽對(duì)行星的引力與行星對(duì)太陽的引力是一對(duì)作用力與反作用力，大小相等、方向相反故選A.答案A知識(shí)點(diǎn)二萬有引力定律的應(yīng)用4如圖6-3-3所示，兩個(gè)半徑分別為r10.60 m，r20.40 m，質(zhì)量分布均勻的實(shí)心球質(zhì)量分別為m14.0 kg，m21.0 ()圖6-3-3A6.671011N B大于6.671011NC小于6.671011N D不能確定解析運(yùn)用萬有引力定律公式FGeq f(m1m2,r2)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，首先要明確公式中各物理量的含義，對(duì)于質(zhì)量分布均勻的球體，r指的是兩個(gè)球心間的距離，顯然題目所給的距離是不符合要求的， 兩球心間的距離應(yīng)為rr1r23.0 m兩球間的引力為FGeq

5、 f(m1m2,r2)，代入數(shù)據(jù)可得2.961011N.答案C5在討論地球潮汐成因時(shí)，地球繞太陽運(yùn)行軌道與月球繞地球運(yùn)行軌道可視為圓軌道已知太陽質(zhì)量約為月球質(zhì)量的2.7107倍，地球繞太陽運(yùn)行的軌道半徑約為月球繞地球運(yùn)行的軌道半徑的400倍關(guān)于太陽和月球?qū)Φ厍蛏舷嗤|(zhì)量海水的引力，以下說法正確的是()A太陽引力遠(yuǎn)大于月球引力B太陽引力與月球引力相差不大C月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小相等D月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小有差異解析根據(jù)FGeq f(Mm,R2)，可得eq f(F太陽,F月)eq f(M太陽,M月)eq f(R月2,R太陽2)，代入數(shù)據(jù)可知，太陽的引力遠(yuǎn)大于月球的引力，則A正確、B

6、錯(cuò)誤；由于月心到不同區(qū)域海水的距離不同，所以引力大小有差異C錯(cuò)誤、D正確答案AD6火星直徑約為地球的一半，質(zhì)量約為地球的十分之一，它繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑約為地球公轉(zhuǎn)半徑的1.5倍根據(jù)以上數(shù)據(jù)，以下說法正確的是()A火星表面重力加速度的數(shù)值比地球表面的小B火星公轉(zhuǎn)的周期比地球的長C火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大D火星公轉(zhuǎn)的向心加速度比地球的大解析本題考查萬有引力定律和有關(guān)天體運(yùn)動(dòng)的問題，意在考查學(xué)生對(duì)天體運(yùn)動(dòng)中各物理量之間的相互關(guān)系的掌握情況和分析比較能力由mgeq f(GmM,R2)得：eq f(g火,g地)eq f(M火,M地)eq f(R地2,R火2)eq f(1,10)eq blc(rc)(

7、avs4alco1(f(2,1)2eq f(2,5)，所以選項(xiàng)A正確；由Geq f(M太m,r2)meq f(42,T2)r，得T eq r(f(42r3,GM太)，eq f(T火,T地)eq f(r(r火3),r(r地3)eq r(1.53)1，所以選項(xiàng)B正確；由Geq f(M太m,r2)meq f(v2,r)，得v eq r(f(GM太,r)，aeq f(v2,r)eq f(GM太,r2)，所以選項(xiàng)C、D都不對(duì)答案AB知識(shí)點(diǎn)三萬有引力與重力7假如地球自轉(zhuǎn)角速度增大，關(guān)于物體的萬有引力及物體重力，下列說法正確的是()A放在赤道地面上物體的萬有引力不變B放在兩極地面上物體的重力不變C放在赤道地

8、面上物體的重力減小D放在兩極地面上物體的重力增大解析地球自轉(zhuǎn)角速度增大，物體受到的萬有引力不變，選項(xiàng)A正確；在兩極，物體受到的萬有引力等于其重力，則其萬有引力和重力不變，選項(xiàng)B正確、D錯(cuò)誤；而對(duì)放在赤道地面上的物體，F(xiàn)萬G重m2R，由于增大，則G重減小，選項(xiàng)C正確故選A、B、C.答案ABC8(2010上海高考)月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度的大小為a，設(shè)月球表面的重力加速度大小為g1，在月球繞地球運(yùn)行的軌道處由地球引力產(chǎn)生的加速度大小為g2，則()Ag1a Bg2aCg1g2a Dg2g1a解析根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律得，在月球繞地球運(yùn)行的軌道處由地球引力產(chǎn)生的加速度大小等于月球繞

9、地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度，即g2a，B正確故選B.答案B91990年5月，紫金山天文臺(tái)將他們發(fā)現(xiàn)的第2 752號(hào)小行星命名為吳健雄星，該小行星的半徑為16 km.若將此小行星和地球均看成質(zhì)量分布均勻的球體，小行星密度與地球相同已知地球半徑R6 400 k()A400 g B.eq f(1,400)g C20g D.eq f(1,20)g解析質(zhì)量分布均勻的球體的密度3M/4R地球表面的重力加速度gGM/R2eq f(4GR,3)吳健雄星表面的重力加速度gGM/r2eq f(4Gr,3)g/gR/r400，geq f(1,400)g，故選項(xiàng)B正確答案B10一物體在地球表面重16 N，它在以5

10、 m/s2的加速度加速上升的火箭中的視重為9 N，取地球表面的重力加速度g10 m/s2()A2倍 B3倍 C4倍 D一半解析設(shè)此時(shí)火箭離地球表面高度為h由牛頓第二定律得：FNmgma 在地球表面mgGeq f(Mm,R2)16 由此得m1.6 k得geq f(1,1.6) m/s2 又因h處mgGeq f(Mm,（Rh）2) 由，得eq f(g,g)eq f(R2,（Rh）2)代入數(shù)據(jù)，得h3R.故選B.答案B11地球表面重力加速度g09.80 m/s2，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，在距離地面高h(yuǎn)1.0103m的空中重力加速度g與g0的差值為多大？(取地球半徑R解析不計(jì)地球自轉(zhuǎn)的影響，物體的重力等于

11、物體與地球之間的萬有引力，則mgGeq f(Mm,（Rh）2)，mg0Geq f(Mm,R2)所以eq f(g,g0)eq blc(rc)(avs4alco1(f(R,Rh)eq sup12(2)eq blc(rc)(avs4alco1(f(6.37106,6.371106)eq sup12(2)0.999 69ggg03.04103m/s2答案3.04103m/s12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6.4106 m，g取10 m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

12、作用，物體“飄”起來時(shí)，半徑為R地，據(jù)萬有引力定律有mgeq f(GMm,R地2)meq f(42,T2)R地得T eq r(f(42R地,g) eq r(f(426.4106,10)s5 024 s1.4 h.答案1.4 h13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(1)求該星球表面附近的重力加速度g的大小(2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為eq f(R星,R地)eq f(1,4)，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比eq f(M星,M地).解析(1)在地球表面以一定的初速度v0豎直上拋一小球，經(jīng)過時(shí)間t小球落回原處，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可有teq f(2v0,g)同理，在某星球表面以相同的初速度豎直上