【紅對勾】2020-2021學(xué)年高中物理(人教版)必修二6-3-萬有引力定律-課后鞏固提高

課后鞏固提高限時(shí)：45分鐘總分：100分一、選擇題(1～4為單選，5～6為多選。每小題8分，共48分。)1．下列關(guān)于萬有引力定律的說法中，正確的是()①萬有引力定律是卡文迪許在試驗(yàn)室中發(fā)覺的；②對于相距很遠(yuǎn)、可以看成質(zhì)點(diǎn)的兩個(gè)物體，萬有引力定律F＝Geq\f(Mm,r2)中的r是兩質(zhì)點(diǎn)間的距離；③對于質(zhì)量分布均勻的球體，公式中的r是兩球心間的距離；④質(zhì)量大的物體對質(zhì)量小的物體的引力大于質(zhì)量小的物體對質(zhì)量大的物體的引力．A．①③ B．②④C．②③ D．①④2.精確地測量重力加速度的值為g，由月球與地球之間的距離和月球公轉(zhuǎn)的周期可計(jì)算出月球運(yùn)動(dòng)的向心加速度為a.又已知月球的軌道半徑為地球半徑的60倍，若計(jì)算出eq\f(a,g)＝eq\f(1,3600)，則下面的說法中正確的是()A．地面物體所受地球的引力與月球所受地球的引力是同一種性質(zhì)的力B．地面物體所受地球的引力與月球所受地球的引力不是同一種性質(zhì)的力C．地面物體所受地球的引力只與物體質(zhì)量有關(guān)，即G＝mgD．月球所受地球的引力除與月球質(zhì)量有關(guān)外，還與地球質(zhì)量有關(guān)3．如圖所示，兩個(gè)半徑分別為r1＝0.40m，r2＝0.60m，質(zhì)量分布均勻的實(shí)心球質(zhì)量分別為m1＝4.0kg、m2＝1.0kg，兩球間距離r0＝2.0m，則兩球間的相互引力的大小為(G＝6.67×10－11N·m2/kg2)()A．6.67×10－11NB．大于6.67×10－11NC．小于6.67×10－11ND．不能確定4．火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的eq\f(1,10)和eq\f(1,2)，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．0.2g B．C．2.5g D．5．在爭辯地球潮汐成因時(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2.7×107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6．如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半徑為r的圓軌道上，設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R.下列說法正確的是()A．地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為eq\f(GMm,r－R2)B．一顆衛(wèi)星對地球的引力大小為eq\f(GMm,r2)C．兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為eq\f(Gm2,3r2)D．三顆衛(wèi)星對地球引力的合力大小為eq\f(3GMm,r2)二、非選擇題(共52分)7．(8分)兩個(gè)質(zhì)量均為50kg的人，相距100m，則他們間的相互吸引力約為，每人所受重力為．(引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，重力加速度g取10m/s2)8．(8分)假設(shè)將質(zhì)量為m的鉛球放在地心處，在地球內(nèi)部的A處挖去質(zhì)量為m的物體，如圖所示，則鉛球受到的萬有引力大小________________________，方向__________________________．(地球半徑為R，OA＝R/2)．答案1．C萬有引力定律是牛頓在總結(jié)前人發(fā)覺的基礎(chǔ)上提出的．而卡文迪許在試驗(yàn)室中測量了萬有引力常量，萬有引力存在于任意兩個(gè)物體之間，r指兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離或兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體的球心之間的距離，兩物體間的萬有引力是一對作用力和反作用力，故C選項(xiàng)正確．2．A通過完全獨(dú)立的途徑得出相同的結(jié)果，證明白地球表面上的物體所受地球的引力和星球之間的引力是同一種性質(zhì)的力．物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是由所受力的規(guī)律打算的，相同性質(zhì)的力產(chǎn)生相同性質(zhì)的加速度．3．C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，由萬有引力公式得F＝eq\f(Gm1m2,r2)＝eq\f(6.67×10－11×4×1,2＋0.4＋0.62)N≈2.96×10－11N<6.67×10－11N，故選C.對公式F＝Geq\f(m1m2,r2)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；對質(zhì)量分布均勻的球體，r是指兩球心間距離．4．B考查萬有引力定律．在星球表面有Geq\f(Mm,R2)＝mg，故火星表面的重力加速度eq\f(g火,g地)＝eq\f(M火R\o\al(2,地),M地R\o\al(2,火))＝0.4，故B正確．5．AD本題考查萬有引力定律，意在考查考生運(yùn)用萬有引力定律解決問題的力量．由萬有引力定律F＝eq\f(GMm,r2)可知，太陽對地球上相同質(zhì)量水的引力大約是月球引力的170倍，故A正確，B錯(cuò)；不同海疆的水與月球的距離不一樣，故引力也不一樣，所以C錯(cuò)，D正確．6．BC由萬有引力定律知A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；因三顆衛(wèi)星連線構(gòu)成等邊三角形，圓軌道半徑為r，由數(shù)學(xué)學(xué)問易知任意兩顆衛(wèi)星間距d＝2rcos30°＝eq\r(3)r，由萬有引力定律知C項(xiàng)正確；因三顆衛(wèi)星對地球的引力大小相等且互成120°，故三顆衛(wèi)星對地球引力的合力為0，則D項(xiàng)錯(cuò)誤．7．1.67×10－11N500N解析：F＝Geq\f(m1m2,r2)＝6.67×10－11×eq\f(502,1002)N≈1.67×10－11N.每人所受的重力為mg＝500N.8．F＝eq\f(4Gm2,R2)向左解析：如圖所示，將鉛球放在地心時(shí)，其所受合力為零，關(guān)于O點(diǎn)對稱的質(zhì)點(diǎn)對鉛球的作用力大小相等．當(dāng)挖去m時(shí)，m對鉛球的引力消逝，但與m相同的B點(diǎn)的球體對鉛球的作用力大小、方向均不變，故鉛球受到的萬有引力就是放在B點(diǎn)的球體對它的作用力，∴F＝Geq\f(m·m,\f(R,2)2)＝eq\f(4Gm2,R2)，方向向左．9.(12分)最近幾十年，人們對探測火星格外感愛好，先后曾放射過很多探測器．稱為“火星探路者”的火星探測器曾于1997年登上火星，2004年，又有“士氣”號和“機(jī)遇”號探測器登上火星，已知地球質(zhì)量約是火星質(zhì)量的9.3倍，地球直徑約是火星直徑的1.9倍，探測器在地球表面和火星表面所受引力的比值是多少？10.(12分)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6.4×106m，g取10m/s11．(12分)宇航員站在一星球表面上的某高處，沿水平方向拋出一個(gè)小球．經(jīng)過時(shí)間t，小球落到星球表面，測得拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為L.若拋出時(shí)的初速度增大到2倍，則拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為eq\r(3)L.已知兩落地點(diǎn)在同一水平面上，該星球的半徑為R，萬有引力常數(shù)為G.求該星球的質(zhì)量M.答案9.2.6解析：F地＝Geq\f(M地·m,R\o\al(2,地))，F(xiàn)火＝Geq\f(M火·m,R\o\al(2,火))，所以F地/F火＝eq\f(M地,M火)(eq\f(R火,R地))2＝9.3×eq\f(1,3.61)≈2.6.10．1.4h解析：物體剛要“飄”起來時(shí)，還與地球相對靜止，其周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，此時(shí)物體只受重力作用，物體“飄”起來時(shí)，半徑為R地．據(jù)萬有引力定律：mg＝eq\f(GMm,R\o\al(2,地))＝meq\f(4π2,T2)R地，得：T＝eq\r(\f(4π2R地,g))＝eq\r(\f(4π2×6.4×106,10))≈5024s≈1.4h.11．M＝eq\f(2\r(3)LR2,3t2G)解析：物體以初速度v平拋出去時(shí)，x＝vt，①y＝eq\f(1,2)gt2，②依據(jù)題意L2＝x2＋y2，③由①、②代入③式可得：L2－(eq\f(1,2)gt2)2＝(vt)2，④物體以初速度2v平拋出去時(shí)，x′＝2vt，⑤y′＝eq\f(1,2)gt2，⑥依據(jù)題意3L2＝x′2＋y′2，由⑤、⑥代入⑦式可得：3L2－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)gt2))2＝(2vt)2，⑧由④、⑧相比：eq\f(L2－\b\lc\(\rc\)