人教版必修二 第六章第3节万有引力定律同步练习
衡水中学2019-2020人教版高中物理必修2第六章万有引力与航天第3课时万有引力定律同步练习
GMm A.地球对一颗卫星的引力大小为 r-R 2
GMm B.一颗卫星对地球的引力大小为 r2
Gm2 C.两颗卫星之间的引力大小为3r2
3GMm D.三颗卫星对地球引力的合力大小为 r2 解析:根据万有引力定律 F=GMrm2 可知,质量分布均匀的球体间的 距离 r 等于两球心间的距离,而 r-R 为同步卫星距地面的高度,故 A 错误;计算卫星与地球间的引力,r 应为卫星到地球球心间的距离也 就是卫星运行轨道半径 r,故 B 正确;根据几何关系可知,两同步卫
第六章万有引力与航天第 3 课时万有引力定律同步练习
一、单项选择题
1.一个物体在地球表面所受的重力为 G,在距地面高度为地球半
径的位置,物体所受地球的引力大小为( C )
G
G
A.2
B.3
G
G
C.4
D.9
解析:在地球表面附近,物体所受的重力近似等于万有引力,即
重力 G 地=F 万=GMRm2 ;在距地面高度为地球半径的位置,F′万=G
有引力合力为零(由于球有对称性).现将整个地球分成两部分,一部
的猜想
B.根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实,得出物体受
地球的引力与其质量成正比,即 F∝m 的结论
C.根据 F∝m 和牛顿第三定律,分析了地月间的引力关系,进而
得出 F∝m1m2 D.根据大量实验数据得出了比例系数 G 的大小
解析:在创建万有引力定律的过程中,牛顿接受了平方反比猜想,
和物体受地球的引力与其质量成正比,即 F∝m 的结论,而提出万有引
三、非选择题
9.假设将质量为 m 的铅球放在地心 O 处,然后再假设在地球内部 的 A 片挖去一个质量为 m 的小球体,如图所示,则铅球受到的万有引
高一物理下册 第6章第二、三节《太阳与行星间的引力》《万有引力定律》同步测试(新人教版必修2)
1.引力常量G =6.67×10-11 N·m 2/kg 2是由下述哪位物理学家测定的( ) A .开普勒B .牛顿C .胡克D .卡文迪许 解析:选D.牛顿虽然发现了万有引力定律,却没能给出准确的引力常量,卡文迪许在1798年巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量,故正确答案为D.2.在万有引力定律的公式F =G m 1m 2r 2中,r 是( ) A .对星球之间而言,是指运行轨道的平均半径B .对地球表面的物体与地球而言,是指物体距离地面的高度C .对两个均匀球体而言,是指两个球心间的距离D .对人造地球卫星而言,是指卫星到地球表面的高度解析:选AC.在万有引力定律的公式F =G m 1m 2r 2中,r 应是两质点间的距离.但在实际操作中,如果是星球之间,是指运行轨道的平均半径;两均匀球体,指两球心之间的距离;地球表面的物体和绕地球旋转的卫星,指物体或卫星离地心之间的距离,故A 、C 正确而B 、D 错误.3.两大小相同的实心小铁球紧靠在一起,它们之间的万有引力为F ,若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起,则客观存在于它们之间的万有引力为( )A .2FB .4FC .8FD .16F解析:选D.首先要考虑两均匀的球体间的万有引力怎样求,大球的质量是小球的几倍,两大球球心间的距离是两个小球球心间的距离的几倍.小球之间的万有引力:F =G mm (2r )2=G m 24r 2 大球的半径是小球的2倍,其质量分别为小球m =ρV =ρ×(43πr 3) 大球M =ρV ′=ρ43π(2r )3=8ρ(43πr 3)=8m 故两个大球间的万有引力为:F ′=G MM (2×2r )2=G (8m )216r 2 可见F ′=16F ,故选项D 正确.4.已知地球半径为R ,将一物体从地面移到离地高为h 处时,物体所受万有引力减少到原来的四分之一,则h 为( )A. R B .2 R C.2R D .(2-1)R解析:选A.应用万有引力定律计算均匀球体间的万有引力时,公式中的r 为两球心间距离,题中物体可视为质点,地球视为均匀球体.由万有引力定律F =G m 1m 2r 2知,当F 减小为原来的四分之一时,半径变为原来的2倍,所以h =2R -R =R .5.两个质量均为50 kg 的人,相距100 m ,则他们间的相互吸引力约为________,每人所受重力为________.(引力常量G =6.67×10-11N·m 2/kg 2,重力加速度g 取10 m/s 2)解析:F =G m 1m 2r 2=6.67×10-11×5021002N ≈1.67×10-11N 每人所受重力为mg =500 N.答案:1.67×10-11 N500 N一、选择题1.关于引力常量,下列说法正确的是( )A .牛顿发现万有引力定律时,给出了引力常量的值B .引力常量是由实验测得的,而不是人为规定的C .引力常量的测量非常困难的原因是:一般物体间的相互吸引力非常小,不容易测量D .由万有引力公式F =G m 1m 2r 2,可得G =Fr 2m 1m 2,于是可知:引力常量与两物体之间的距离的平方成正比,与两物体质量的乘积成反比,其大小与单位制的选择有关解析:选BC.牛顿发现了万有引力定律,但未给出引力常量的值,一百多年后卡文迪许巧妙地利用扭秤装置,才第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量的数值,引力常量G 是适用于任何物体间的普遍量,与物体的质量及距离都无关.2.一个半径是地球半径的3倍,质量是地球质量的36倍的行星,它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的( )A .4倍B .6倍C .13.5倍D .18倍解析:选A.在星球表面,忽略星球的自转,认为重力等于万有引力,即G Mm R 2=mg ,得g =GM R 2.设行星表面的重力加速度为g 1,地球表面的重力加速度为g 2,则 g 1g 2=GM 1R 21GM 2R 22=M 1M 2×R 22R 21=361×132=4,故A 正确. 3.一名宇航员来到一个星球上,如果该星球的质量是地球质量的一半,它的直径也是地球直径的一半,那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的( )A .0.25倍B .0.5倍C .2.0倍D .4.0倍解析:选C.宇航员在地球上时,所受引力F 1=G M 地m R 2地, 在星球上时,所受引力F 2=G M 星m R 2星,则 F 2F 1=M 星R 2地M 地R 2星=(12)·(112)2=2.0,故选C. 4.(2011年山东临沂质检)陨石落向地球是因为( )A .陨石对地球的吸引力远小于地球对陨石的吸引力,所以陨石落向地球B .陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等,但陨石质量小、加速度大,所以改变运动方向落向地球C .太阳不再吸引陨石,所以陨石落向地球D .陨石受到其他星球的斥力作用而落向地球解析:选B.陨石与地球之间的万有引力是相互作用力,大小必然相等,因为陨石质量小,加速度大,但地球在该引力作用下的加速度几乎为零,因此陨石落向地球,A 错误,B 正确;陨石会受到其他星球的作用力,但是引力非常小,C 、D 错误,故选B.5.(2011年吉林长春模拟)太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力,某颗行星的向心力大小( )A .与行星距太阳的距离成正比B .与行星距太阳的距离成反比C .与行星运动的速率的二次方成正比D .与行星距太阳的距离的二次方成反比解析:选D.由于行星在绕太阳的椭圆轨道上运动,所需向心力是由万有引力来提供,由万有引力定律可知,该行星的向心力与距离的二次方成反比;而行星运动的速率变化时,其距离也在发生变化,C 错误,D 正确.故选D.图6-2-56.两个质量均为m 的星体,其连线的垂直平分线为MN ,O 为两星体连线的中点,如图6-2-5所示,一个质量为m 的飞行器,从O 沿OM 方向运动,而M 点距两星体非常遥远,则飞行器受到的万有引力大小变化情况是( )A .一直增大B .一直减小C .先减小,后增大D .先增大,后减小解析:选D.可用极端法.飞行器在O 点时,它受两物体的万有引力之和为零,如果沿中垂线向外到达无限远处,则万有引力之和为零.而在其间万有引力则不为零.可见选项D 正确.7.(2011年天津检测)设地球表面重力加速度为g 0,物体距离地心4R (R 是地球的半径)处,由于地球的作用而产生的加速度为g ,则g /g 0为 ( )A .1B .1/9C .1/4D .1/16解析:选D.本题是万有引力定律的简单应用.地球表面处的重力加速度和在离地心高4R 处的加速度均由地球对物体的万有引力提供,所以有地面上:G Mm R 2=mg 0,离地心4R 处: G Mm (4R )2=mg ,两式相比得g g 0=(R 4R )2=116.故选D. 8.一物体在地球表面重16 N ,它在以5 m/s 2的加速度加速上升的火箭中的视重为9 N ,则此时火箭离地面的距离为地球半径的几倍(g =10 m/s 2)( )A .1B .3C .5D .7解析:选B.已知mg =16 N ①在火箭中视重为9 N ,即所受支持力F N =9 N ②则有F N -F 引=ma ③①②③联立解得F 引=1 N .由万有引力公式F =G Mm r 2得F 反比于r 2,则mg F 引=r 2R 20,解得r =4R 0,所以高度h =3R 0,故选B.9.已知太阳到地球与地球到月球距离的比值约为390,月球绕地球旋转的周期约为27天.利用上述数据以及日常的天文知识,可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为( )A .0.2B .2C .20D .200解析:选B.设太阳质量为M ,地球质量为m ,月球质量为m 0,日地间距离为R ,月地间距离为r ,日月之间距离近似等于R ,地球绕太阳旋转的周期T 约为360天,月球绕地球旋转的周期为t =27天.对地球绕着太阳转动,由万有引力定律得G Mm R 2=m 4π2R T 2,同理对月球绕着地球转动有G mm 0r 2=m 04π2r t 2,则太阳质量与地球质量之比为M ∶m =R 3t 2r 3T 2;太阳对月球的万有引力F1=G Mm 0R 2,地球对月球的万有引力F 2=G mm 0r 2,故F 1∶F 2=Mr 2mR 2,将太阳与地球质量之比代入,计算出比值约为2,故选项B 正确.二、非选择题10.(2011年郑州高一检测)假设将质量为m 的铅球放在地心O 处,在地球内部的A 处挖去质量为m 的物体,如图6-2-6所示,则物体受到的万有引力的大小是________,方向________.(地球的半径为R ,OA =R 2) 图6-2-6 解析:利用对称法求解.在A 处挖去m ,相当于不挖m ,而在关于地心的对称点B 处放一m ,B 点的m 对中心的m 的引力为:F =G mm (R 2)2=4Gm 2R 2,方向向左. 答案:4Gm 2R 2 向左 11.一个质子由两个u 夸克、一个d 夸克组成.一个夸克的质量是7.1×10-30 kg ,求两个夸克相距1.0×10-15 m 时的相互引力.(质子半径为1.0×10-15 m)解析:据题意条件知,两夸克间的万有引力可以依据公式去计算.F =G m 1m 2r 2=6.67×10-11×(7.1×10-30)2(1.0×10-15)2 N ≈3.4×10-39 N. 答案:3.4×10-39 N12.(2011年江苏南京检测)已知地球的半径R =6.37×106m ,质量M =5.98×1024kg ,引力常量G =6.67×10-11N·m 2/kg 2.试问:挂在赤道附近弹簧测力计下质量m =1 kg 的物体对弹簧的拉力为多大?解析:赤道附近质量为 1 kg 的物体受到的万有引力为F =G Mm R 2=6.67×10-11×5.98×1024×1(6.37×106)2N ≈9.8299N ,质量为1 kg 的物体在赤道附近随地球自转做匀速圆周运动所需向心力F ′=mω2R =m (2πT )2R =1×(2×3.141624×60×60)2×6.37×106N ≈0.0337 N 物体受地球对它的万有引力F 和弹簧对它的拉力F T 作用,这两个力合力是它做圆周运动的向心力:F ′=F -F T ,可知F T =F -F ′=9.8299 N -0.0337 N =9.7962 N ≈9.796 N .根据牛顿第三定律,物体对弹簧的拉力等于弹簧对物体的拉力.F ′T =F T =9.796 N.答案:9.796 N。
人教版 物理 必修二 第六章 3万有引力定律 精选练习习题(附答案解析)
人教版 物理 必修二 第六章 3万有引力定律 精选练习习题(附答案解析)1.关于万有引力常量G ,以下说法正确的是( )A .在国际单位制中,G 的单位是N·m 2/kgB .在国际单位制中,G 的数值等于两个质量各1 kg 的物体,相距1 m 时的相互吸引力C .在不同星球上,G 的数值不一样D .在不同的单位制中,G 的数值不一样解析 同一物理量在不同的单位制中的值是不同的,故B 、D 选项正确. 答案 BD2.以下说法正确的是( )A .质量为m 的物体在地球上任何地方其重力均相等B .把质量为m 的物体从地面移到高空上,其重力变小了C .同一物体在赤道处的重力比在两极处重力大D .同一物体在任何地方其质量相等解析 同一物体在地球上不同的位置,其重力一般不同,其质量不变,故B 、D 选项正确.答案 BD3.一些星球由于某种原因而发生收缩,假设该星球的直径缩小到原来的四分之一.若收缩时质量不变,不考虑星球自转的影响,则与收缩前相比( )A .同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的4倍B .同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的16倍C .该星球的平均密度增大到原来的16倍D .该星球的平均密度增大到原来的64倍解析 根据万有引力公式F =GMmr2可知,当星球的直径缩到原来的四分之一,在星球表面的物体受到的重力F ′=GMm ⎝ ⎛⎭⎪⎫r 42=16GMmr 2,故选项B 正确;星球的平均密度ρ=M V =M 43πr 3.星球收缩后ρ′=M43π⎝ ⎛⎭⎪⎫r 43=64ρ,故选项D 正确.答案 BD4.关于万有引力的说法,正确的是( ) A .万有引力只是宇宙中各天体之间的作用力B .万有引力是宇宙中具有质量的物体间普遍存在的相互作用力C .地球上的物体以及地球附近的物体除受到地球对它们的万有引力外还受到重力作用D .太阳对地球的万有引力大于地球对太阳的万有引力解析 万有引力存在于任何两个物体之间,且遵循牛顿第三定律,故A 、C 、D 选项错误,B 选项正确.答案 B5.如图所示,P 、Q 为质量均为m 的两个质点,分别置于地球表面上的不同纬度上,如果把地球看成一个均匀球体,P 、Q 两质点随地球自转做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )A .P 、Q 受地球引力大小相等B .P 、Q 做圆周运动的向心力大小相等C .P 、Q 做圆周运动的角速度大小相等D .P 受地球引力大于Q 所受地球引力解析 计算均匀球体与质点间的万有引力时,r 为球心到质点的距离,因为P 、Q 到地球球心的距离相同,根据F =G Mmr 2,P 、Q 受地球引力大小相等.P 、Q 随地球自转,角速度相同,但轨道半径不同,根据F n =mrω2,P 、Q 做圆周运动的向心力大小不同.综上所述,选项A 、C 正确.答案 AC6.两个质量相等的均匀球体,两球心距离为r ,它们之间的万有引力为F ,若它们的质量都加倍,两球心之间的距离也加倍,它们之间的吸引力为( )A .4FB .F C.14F D.12F 解析 由题意可知,F =Gm 2r 2,当质量加倍,距离加倍后,F ′=G (2m )2(2r )2=Gm 2r 2,故B 选项正确. 答案 B7.科学探测表明,月球上至少存在丰富的氧、硅、铝、铁等资源,设想人类开发月球,不断把月球上的矿藏搬运到地球上,假定经长期的开采后月球与地球仍可看成均匀球体,月球仍沿开采前的轨道运动,则与开采前相比(提示:a +b =常量,则当a =b 时,ab 乘积最大)( )A .地球与月球间的万有引力将变大B .地球与月球间的万有引力将变小C .月球绕地球运行的周期将变大D .月球绕地球运行的周期将变小解析 万有引力公式F =GMmr 2中,G 和r 不变,因地球和月球的总质量不变,当M 增大而m 减小时,两者的乘积减小,万有引力减小,故B 选项正确;又GMmr 2=mr 4π2T2,T =4π2r 3GM ,M 增大,则T 减小,故D 选项正确.答案 BD 8.如图所示,一个质量均匀分布的半径为R 的球体对球外质点P 的万有引力为F .如果在球体中央挖去半径为r 的一部分球体,且r =R2,则原球体剩余部分对质点P 的万有引力变为( )A.F 2B.F 8C.7F 8D.F 4解析 利用填补法来分析此题原来物体间的万有引力为F ,挖去半径为R2的球的质量为原来球的质量的18,其他条件不变,故剩余部分对质点P 的引力为F-F 8=78F . 答案 C9.两个质量均为m 的星体,其连线的垂直平分线为MN ,O 为两星体连线的中点,如图所示.一个质量为m 的物体从O 点沿OM 方向运动,则它受到的万有引力大小变化情况是( )A .一直增大B .一直减小C .先减小,后增大D .先增大,后减小解析 在O 点时,m 受到的万有引力的合力为零,当由O 点向M 点移动过程中,万有引力的合力不断增大,当移到无穷远时,万有引力为零,故应先增大后减小.答案 D10.在讨论地球潮汐成因时,地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道视为圆轨道,已知太阳质量约为月球质量的2.7×107倍,地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行轨道半径的400倍,以下说法正确的是( )A .太阳引力远大于月球引力B .太阳引力与月球引力相差不大C .月球对不同区域海水的引力大小相等D .月球对不同区域海水的引力大小有差异解析 由万有引力公式得F 太阳=GM 太m r 2太,F 月球=GM 月m r 2月,所以F 太阳F 月球=M 太M 月·r 2月r 2太.代入数据可知,太阳的引力大于月球引力,故A 选项正确,B 选项错误;由于月球球心到地球上不同区域的海水的距离不同,所以引力大小有差异,故D 选项正确.答案 AD11.火星的质量和半径分别为地球的110和12.地球表面的重力加速度为g ,则火星表面的重力加速度约为( )A .0.2gB .0.4gC .2.5gD .5g解析 星球表面的重力加速度为g =GMR 2,由此可知火星表面重力加速度为g ′=GM ′R ′2=G 110M 地⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫R 地22=GM 地R 2地·410=0.4 g .答案 B12.某物体在地面上受到的重力为160 N ,将它放置在卫星中,在卫星以a =12g 的加速度随火箭向上加速升空的过程中,当物体与卫星中的支持物的相互挤压力为90 N 时,卫星距地球表面有多远?(地球半径R 地=6.4 ×103 km ,g =10 m/s 2)解析 卫星在升空过程中可以认为是竖直向上做匀加速直线运动,设卫星离地面为h ,这时受到地球的万有引力为F =G Mm(R 地+h )2,① 在地球表面G MmR 2地=mg ,②在上升到离地面h 时,由牛顿第二定律得F N -G Mm(R 地+h )2=ma .③ 由②③两式得(R 地+h )2R 2地=mgF N -ma, h =⎝⎛⎭⎪⎪⎫ mgF N -ma -1R 地,④将m =16 kg ,F N =90 N ,a =12g =5 m/s 2,R 地=6.4×103 km 代入④得h =1.92×104 km. 答案 1.92×104 km13.一个质量均匀分布的球体,半径为2r ,在其内部挖去一个半径为r 的球形空穴,其表面与球面相切,如图所示.已知挖去小球的质量为m ,在球心和空穴中心连线上,距球心d =6r 处有一质量为m 2的质点,求剩余部分对m 2的万有引力.解析 将挖去的小球填入空穴中,由V =43πr 3可知,大球的质量为8m ,大球对m 2的引力为F 1=G 8m ·m 2(6r )2=G 2mm 29r 2.被挖去的小球对m 2的引力为F 2=G mm 2(5r )2=G mm 225r 2,m 2所受剩余部分的引力为F =F 1-F 2=41mm 2225r 2G .答案 41mm 2225r 2G14.宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球,经过时间t 小球落回原处;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t 小球落回原处.(取地球表面重力加速度g =10 m/s 2,空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g ′; (2)已知该星球的半径与地球半径之比为R 星R 地=,求该星球的质量与地球质量之比M 星M 地.解析 本题考查了星体表面的抛物运动及万有引力与其表面重力的关系. (1)在地球表面t =2v 0g ,① 在某星球表面5t =2v 0g ′,②由①②联立可解得g ′=15g =15×10 m/s 2=2 m/s 2.(2)设m 为物体质量,则对星球表面的物体GM 星m R 2星=mg ′,③ 对地球表面的物体GM 地mR 2地=mg ,④ 由③④联立可解得 M 星M 地=g ′g ·R 2星R 2地=15×142=答案 (1)2 m/s 2。
2017人教版高中物理必修二第六章第3节《万有引力定律》同步练习
6、3 万有引力定律建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题(本题包括8小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分,共48分)1对于质量为与质量为的两个物体间的万有引力的表达式 ,下列说法正确的就是( )A、公式中的就是引力常量,它就是由实验得出的,而不就是人为规定的B、当两物体间的距离趋于零时,万有引力趋于无穷大C、与所受引力大小总就是相等的D、两个物体间的引力总就是大小相等、方向相反的,就是一对平衡力2万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律、以下说法正确的就是( ) A、物体的重力不就是地球对物体的万有引力引起的B、人造地球卫星离地球越远,受到地球的万有引力越大C、人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供D、宇宙飞船内的宇航员处于失重状态就是由于没有受到万有引力的作用3、设想把物体放到地球中心,则此物体与地球间的万有引力为( )A、零B、无穷大C、某一有限值D、无法确定4、对于质量为与质量为的两个物体间的万有引力的表达式 ,下列说法正确的就是( )A、公式中的就是引力常量,它就是由实验得出的,而不就是人为规定的B、当两物体间的距离趋于零时,万有引力趋于无穷大C、与所受引力大小总就是相等的D、两个物体间的引力总就是大小相等,方向相反的,就是一对平衡力5两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起时,它们之间的万有引力为、若两个半径2倍于小铁球的实心大铁球紧靠在一起,则它们之间的万有引力为( )A、B、4C、D、6设地球的质量为,赤道半径为,自转周期为,则地球赤道上质量为的物体所受重力的大小为(式中为万有引力常量)( )A、B、C、D、7、在离地面距离等于地球半径的3倍(设地球表面重力加速度为)处,由于地球的作用而产生的加速度为,则为( )A、B、C、D、8、陨石落向地球就是因为( )A、陨石对地球的吸引力远小于地球对陨石的吸引力,所以陨石落向地球B、陨石对地球的吸引力与地球对陨石的吸引力大小相等,但陨石质量小、加速度大,所以改变运动方向落向地球C、太阳不再吸引陨石,所以陨石落向地球D、陨石就是受到其她星球的斥力落向地球的二、填空题(本题共3小题,9题6分,10题6分,11题8分,共20分)9、火星半径就是地球半径的一半,火星质量约为地球质量的,那么地球表面质量为的物体受到地球的吸引力约为火星表面同质量物体受到火星引力的倍、10、设想通过地心将地球打穿一个洞,从洞的一端静止的放入一个比洞的直径小一些的球,那么此球在洞中的运动情况就是、11、火星的半径就是地球半径的,火星质量就是地球质量的,忽略火星与地球的自转,如果地球上质量为的人到火星上去,则此人在火星表面的质量就是 ,所受的重力就是 ;在火星表面由于火星的引力产生的加速度就是、在地球表面上可举起杠铃的人,到火星上用同样的力可举起的质量就是、三、计算题(本题共2小题,每小题16分,共32分、解答时应写出必要的文字说明、方程式与重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分、有数值计算的题,答案中必须明确写出数值与单位)12、某星球的质量约为地球的倍,半径约为地球的一半、若从地球上高处平抛一物体,射程为、则在该星球上,从同样高度,以同样的初速度平抛同一物体,射程变为多少?13、有一质量为、半径为的密度均匀球体,在距离球心为的地方有一质量为的质点,现从中挖去一半径为的球体时,如图1所示,求剩下部分对的万有引力为多大?图16、3 万有引力定律得分:一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8答案二、填空题9、10、11、三、计算题12、13、6、3 万有引力定律参考答案一、选择题1、解析:万有引力定律只适用于两质点间的作用,当两物体间距时,两物体就不能瞧作质点,万有引力定律不适用2、解析:物体的重力就是由地球的万有引力产生的,万有引力的大小与质量成正比,与距离的平方成反比,所以、错;人造地球卫星绕地球运动的向心力就是由万有引力提供的,宇宙飞船内的宇航员处于失重状态就是因为宇航员受到的万有引力全部用来提供宇航员做圆周运动所需的向心力3、解析:不可用求此时的万有引力,因为→时,物体不可视为质点,公式不再适用,可把地球分成无数个质点,每一个点关于物体有一个对称质点,两者对物体的万有引力的合力为零,从而选、4、解析:由基本概念,万有引力定律及其适用条件逐项判断、引力常量值就是英国物理学家卡文迪许运用构思巧妙的“精密”扭秤实验第一次测定出来的,所以选项正确、两个物体之间有万有引力就是一对作用力与反作用力,它们总就是大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上,所以选项正确、点拨:由于对万有引力定律只适用于质点这一条件缺乏深刻理解(或根本上不注意适用条件),所以不能认识当两物体间的距离趋于零时,这两个物体不能瞧做质点,万有引力定律不适用于此种情况,盲目套用定律错选、5、解析:小铁球之间的万有引力为:大球半径就是小铁球的2倍,其质量分别为:小铁球、大铁球故两个大铁球间的万有引力为:、点拨:要准确理解万有引力定律公式中各量的物理意义并能灵活应用、本题准确判定小球与大球的质量、球心距离关系就是关键、6、解析:赤道上的物体因随地球自转而处于失重状态,故、故选项C正确、7、解析:本题考查万有引力定律的简单应用、地球表面处的重力加速度与在离地心高处的加速度均由地球对物体的万有引力产生,所以有,所以、点拨:关键弄清加速度产生的原因:万有引力、8、解析:两个物体间的万有引力就是一对作用力与反作用力,它们大小相等方向相反,万有引力在任何情况下均存在,故、、均错误,陨石落向地面就是由于陨石质量与地球质量相比很小,故运动状态易改变且加速度大,故正确、二、填空题9、解析:设火星质量为,地球质量为,火星半径为,地球半径为,则由得、10、从放入端开始向地心做加速运动,从地心开始向另一端做减速运动,到另一端速度变为零,接下来,从另一端向地心做加速运动,到地心后改做减速运动,回到放入端时速度变为零,然后重复上面的运动、解析:小球在洞的两端时,地球的质量认为集中在地心,小球受引力指向地心、当小球运动到地心时,地球分为上下两部分,这两部分对小球的引力之与为零、11、解析:人在地球上质量为,到火星上质量仍为,忽略自转时,火星(地球)对物体的引力就就是物体在火星(地球)上所受的重力,则人在火星上所受的重力为:火星表面的重力加速度为、人在地球表面与火星表面用同样的力,举起物体的重力相等、放在火星上能举起物体的质量为,则有:方法点拨:此时应注意隐含条件:人在不同星球举力(即举起物体的重力)就是相等的、三、计算题12、解析:物体做平抛运动,两次水平射程不同,就是因为星球不同,即星球表面的重力加速度不同、设物体抛出时初速度为,则在地球上有:水平方向: 竖直方向:又、在星球上有:水平方向: 竖直方向:又、由以上各式得、13、解析:一个质量均匀分布的球体与球外的一个质点间的万有引力可以用公式直接进行计算,但当球体被挖去一部分后,由于质量分布不均匀,万有引力定律就不再适用、此时我们可以用“割补法”进行求解、设想将被挖部分重新补回,则完整球体对质点的引力为,可以瞧作就是剩余部分对质点的引力与被挖小球对质点的引力的合力,即、设被挖小球的质量为,其球心到质点间的距离为、由题意,知,;由万有引力定律,得: ; ;故:本资料由书利华教育网(www、shulihua、net)为您整理,全国最大的免费教学资源网。
人教版高中物理必修二高一同步检测6-3_万有引力定律
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)第6章 第3节 万有引力定律基础夯实1.(2011·北京日坛中学高一检测)下列关于天文学发展历史说法正确的是( )A .哥白尼建立了日心说,并且现代天文学证明太阳就是宇宙的中心B .开普勒提出绕同一恒星运行的行星轨道的半长轴的平方跟公转周期的立方之比都相等C .牛顿建立了万有引力定律,该定律可计算任何两个有质量的物体之间的引力D .卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量G ,其在国际单位制中的单位是:Nm 2/kg 2答案:D2.(2011·南京六中高一检测)一颗人造卫星在地球引力作用下,绕地球做匀速圆周运动,已知地球的质量为M ,地球的半径为R ,卫星的质量为m ,卫星离地面的高度为h ,引力常量G ,则地球对卫星的万有引力大小为( )A .G Mm (R +h )2B .G Mm R 2C .G Mm h 2D .G Mm R +h答案:A3.苹果落向地球,而不是地球向上碰到苹果,对此论断的正确解释是( )A .由于地球质量比苹果质量大得多,地球对苹果的引力比苹果对地球的引力大得多造成的B .由于地球对苹果的引力作用,而苹果对地球无引力作用造成的C .由于苹果对地球的引力和地球对苹果的引力大小相等,但地球的质量远远大于苹果,地球不能产生明显的加速度D .以上解释都不对答案:C解析:苹果与地球之间的吸引力是相互的,它们大小相等;在相同的力作用下,质量越大物体加速度越小.4.(2011·江苏盐城中学高一检测)2010年10月1日,我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星,在卫星飞赴月球的过程中,随着它与月球间距离的减小,月球对它的万有引力将( )A .变小B .变大C .先变小后变大D .先变大后变小 答案:B5.(上海外国语学校高一检测)已知地球半径为R ,将一物体从地面发射至离地面高h 处时,物体所受万有引力减少到原来的一半,则h 为( )A .RB .2R C.2RD .(2-1)R答案:D解析:根据万有引力定律,F =G mM R 2,F ′=G mM (R +h )2=12F ,代入可求解得结论. 6.引力常量为G ,地球质量为M ,把地球当作球体,半径为R ,忽略地球的自转,则地球表面的重力加速度大小为( )A .g =GM RB .g =GRC .g =GM R 2D .缺少条件,无法算出地面重力加速度答案:C解析:在地球表面附近G Mm R 2=mg ,∴g =GM R 2 7.(2010·扬州高一检测)地球可近似看成球形,由于地球表面上物体都随地球自转,所以有( )A .物体在赤道处受的地球引力等于两极处,而重力小于两极处B .赤道处的角速度比南纬30°大C .地球上物体的向心加速度都指向地心,且赤道上物体的向心加速度比两极处大D .地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力答案:A解析:由F =G Mm R 2可知,物体在地球表面任何位置受到地球的引力都相等,此引力的两个分力一个是物体的重力,另一个是物体随地球自转的向心力.在赤道上,向心力最大,重力最小,A 对.地表各处的角速度均等于地球自转的角速度,B 错.地球上只有赤道上的物体向心加速度指向地心,其他位置的向心加速度均不指向地心,C 错.地面上物体随地球自转的向心力是万有引力与地面支持力的合力,D 错.8.火星半径为地球半径的一半,火星质量约为地球质量的1/9.一位宇航员连同宇航服在地球上的质量为100kg ,则在火星上其质量为________kg ,重力为________N.答案:100 436解析:地球表面的重力加速度g 地=GM 地R 地2① 火星表面的重力加速度g 火=GM 火R 火2② 由①②:g 火=R 地2M 火R 火2M 地·g 地=22×19×9.8m/s 2=4.36m/s 2 物体在火星上的重力:mg 火=100×4.36N =436N.9.(广西鸿鸣中学高一检测)在一次测定引力常量的实验里,已知一个质量是0.50kg 的球.以2.6×10-10N 的力吸引另一个质量是12.8×10-3kg 的球.这两个球相距4.0×10-2m ,地球表面的重力加速度是9.8m/s 2,地球直径是12.8×103km.根据这些数据计算引力常量.答案:6.5×10-11N·m 2/kg 2解析:(1)对两球应用万有引力定律,∵F =G m 1m 2r 2 ∴G =Fr 2m 1m 2=2.6×10-10×(4.0×10-2)20.50×12.8×10-3N·m 2/kg 2 =6.5×10-11N·m 2/kg 2能力提升1.两艘质量各为1×107kg 的轮船相距100m 时,它们之间的万有引力相当于( )A .一个人的重力量级B .一个鸡蛋的重力量级C .一个西瓜的重力量级D .一头牛的重力量级答案:B解析:由F 引=G m 1m 2r 2得F 引=0.667N 相当于一个鸡蛋的重力量级. 2.据报道,最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星,其质量约为地球质量的6.4倍,一个在地球表面重量为600N 的人在这个行星表面的重量将变为960N.由此可推知,该行星的半径与地球半径之比约为( )A .0.5B .2C .3.2D .4 答案:B解析:若地球质量为M 0,则“宜居”行星质量为M =6.4M 0,由mg =G Mm r 2得:g g ′=M 0r 02·r 2M =600960所以r r 0=600M 960M 0=600×6.4M 0960M 0=2. 3.(吉林一中高一检测)地球和火星的质量之比M 地M 火=,半径比R 地R 火=,表面动摩擦因数均为0.5,用一根绳在地球上拖动一个箱子,箱子获得10m/s 2的最大加速度,将此箱和绳送上火星表面,仍用该绳子拖动木箱,则木箱产生的最大加速度为( )A .10m/s 2B .12.5m/s 2C .7.5m/s 2D .15m/s 2 答案:B解析:g 地g 火=M 地·r 火2M 火·r 地2=2,F -μmg 地=ma 地,F -μmg 火=ma 火 由上面各式解得a 火=12.5m/s 2.4.(吉林一中高一检测)目前,中国正在实施“嫦娥一号”登月工程,已知月球上没有空气,重力加速度为地球的16,假如你登上月球,你能够实现的愿望是( ) A .轻易将100kg 物体举过头顶B .放飞风筝C .做一个同地面上一样的标准篮球场,在此打球,发现自己成为扣篮高手D .撇铅球的水平距离变为原来的6倍答案:AC5.(广西鸿鸣中学高一检测)1990年5月,紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星,该小行星的半径为16km ,若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体,小行星密度与地球相同.已知地球半径R =6400km ,地球表面重力加速度为g .这个小行星表面的重力加速度为( )A .400gB.1400g C .20gD.120g 答案:B解析:由g =GM R 2,得g ′g =mR 2Mr 2=43πr 3ρR 243πR 3ρr 2=r R =1400, ∴g ′=1400g . 6.质量为60kg 的宇航员,他在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上绕地球运行时,他所受地球吸引力是__________N ,这时他对卫星中的座椅的压力为____________N .(设地面上重力加速度g =9.8m/s 2).答案:147 0解析:在地球表面mg =G Mm R 2,在离地面高度等于h 处,mg ′=G Mm (R +h )2,当h =R 时mg ′=14mg =147N.由于万有引力全部作为向心力,宇航员处于完全失重状态,他对卫星中的座椅的压力为零.7.已知月球质量是地球质量的1/81,月球半径是地球半径的1/3.8(1)在月球和地球表面附近,以同样的初速度分别竖直上抛一个物体时,上升的最大高度之比是多少?(2)在距月球和地球表面相同高度处(此高度较小),以同样的初速度分别水平抛出一个物体时,物体的水平射程之比为多少?答案:(1)5.6 (2)2.37解析:(1)在月球和地球表面附近竖直上抛的物体都做匀减速直线运动,其上升的最大高度分别为:h 月=v 02/2g 月,h 地=v 02/2g 地.式中,g 月和g 地是月球表面和地球表面附近的重力加速度,根据万有引力定律得:g 月=GM 月R 月2,g 地=GM 地R 地2 于是得上升的最大高度之比为:h 月h 地=g 地g 月=M 地R 月2M 月R 地2=81×(13.8)2=5.6. (2)设抛出点的高度为H ,初速度为v 0,在月球和地球表面附近做平抛运动的物体在竖直方向做自由落体运动,从抛出到落地所用时间分别为:t 月=2H g 月,t 地=2H g 地在水平方向做匀速直线运动,其水平射程之比为s 月s 地=v 0t 月v 0t 地=g 地g 月=R 月R 地M 地M 月=93.8=2.37.。
人教版必修二第六章第三节万有引力定律同步训练(含答案)
6.3万有引力定律同步训练一.选择题1.要使两物体间的万有引力减小到原来的,不能采用的方法是( )A. 使两物体的质量各减小一半,距离保持不变B. 使两物体间的距离增至原来的2倍,质量不变C. 使其中一个物体的质量减为原来的一半,距离不变D. 使两物体的质量及它们之间的距离都减为原来的2.下列说法中正确的是A. 牛顿发现了万有引力定律,开普勒发现了行星的运动规律B. 人们依据天王星偏离万有引力计算的轨道,发现了冥王星C. 海王星的发现和哈雷彗星的“按时回归”确定了万有引力定律的地位D. 牛顿根据万有引力定律进行相关的计算发现了海王星和冥王星3.人造卫星在运行中因受高空稀薄空气的阻力作用,绕地球运转的轨道半径会慢慢减小,在半径缓慢变化过程中,卫星的运动还可近似当作匀速圆周运动。
当它在较大的轨道半径r1上时运行线速度为v1,周期为T1,后来在较小的轨道半径r2上时运行线速度为v2,周期为T2,则它们的关系是A.v1﹤v2,T1﹤T2B.v1﹥v2,T1﹥T2C.v1﹤v2,T1﹥T2D.v1﹥v2,T1﹤T24.下列关于地球同步卫星的说法正确的是()A.它的周期与地球自转同步,但高度和速度可以选择,高度增大,速度减小B.它的周期、高度、速度都是一定的C.我们国家发射的同步通讯卫星定点在北京上空D.我国发射的同步通讯卫星也定点在赤道上空5.人造卫星在太空绕地球运行中,若天线偶然折断,天线将( )A.继续和卫星一起沿轨道运行B.做平抛运动,落向地球C.由于惯性,沿轨道切线方向做匀速直线运动,远离地球D.做自由落体运动,落向地球6. 地球质量约为月球质量的81倍,在登月飞船通过月地之间引力F 地船 =F 月船 的位置时,飞船离月球中心和地球中心的距离比为( ) A .1∶27B .1∶9C .1∶3D .3∶17. 一物体在地球表面重16 N ,它在以5m/s 2的加速度上升的火箭中对水平支持物的压力为9N ,则此火箭离地球表面的高度为地球半径的( ) A .B .2倍C .3倍D .4倍8. 有两个大小一样、同种材料组成的均匀球体紧靠在一起,它们之间的万有引力为F ,若用上述材料制成两个半径更小的靠在一起的均匀球体,它们间的万有引力将( ) A .等于F B .小于F C .大于FD .无法比较9.据报道,最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星,其质量约为地球质量的6.4倍,一个在地球表面重量为600 N 的人在这个行星表面的重量将变为960 N .由此可推知,该行星的半径与地球半径之比约为( ) A .0.5B .2C .3.2D .410.一名宇航员来到一个星球上,如果该星球的质量是地球质量的一半,它的直径也是地球直径的一半,那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力大小的( )A .0.25倍B .0.5倍C .2倍D .4倍11.设想把质量为m 的物体放到地球的中心,地球质量为M ,半径为R ,则物体与地球间的万有引力是( ) A .零B .无穷大C .2GMmrD .无法确定12.一物体从某行星表面某高度处自由下落.从物体开始下落计时,得到物体离行星表面高度h 随时间t 变化的图象如图所示,不计阻力.则根据h -t 图象可以计算出( )A .行星的质量B .行星的半径C .行星表面重力加速度的大小D .物体受到行星引力的大小13.如图所示,极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道).若已知一个极地卫星从北纬30°的正上方,按图示方向第一次运行至南纬60°正上方时所用时间为t ,地球半径为R(地球可看做球体),地球表面的重力加速度为g ,引力常量为G.由以上条件可以求出( )A .卫星运行的周期B .卫星距地面的高度C .卫星的质量D .地球的质量 14.设地球自转周期为T ,质量为M ,引力常量为G.假设地球可视为质量均匀分布的球体,半径为R.同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为( ) A.GMT 2GMT 2-4π2R 3 B.GMT 2GMT 2+4π2R 3 C.GMT 2-4π2R 3GMT 2 D.GMT 2+4π2R 3GMT 215.牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据,运用严密的逻辑推理,建立了万有引力定律.在创建万有引力定律的过程中,牛顿( )A .接受了开普勒关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想B .根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实,得出物体受地球的引力 与其质量成正比,即F ∝m 的结论C .根据F ∝m 和牛顿第三定律,分析了地月间的引力关系,进而得出F ∝m 1m 2D .根据大量实验数据得出了比例系数G 的大小 二.非选择题16.宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球,经过时间t 小球落回原处;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t 小球落回原处.已知该星球的半径与地球半径之比为R 星∶R 地=1∶4,则该星球表面附近的重力加速度g′=________.该星球的质量与地球质量之比M 星∶M 地=________.(取地球表面重力加速度g =10m/s 2,空气阻力不计)17.假设火星和地球都是球体,火星质量M 火和地球质量M 地之比为M M 火地=p ,火星半径R 火和地球半径R 地之比R R 火地=q ,那么离火星表面R 火高处的重力加速度g火h和离地球表面R 地高处的重力加速度g 地h 之比g g 火h 地h=________.18.地球赤道上有一物体随地球自转,向心加速度为a 1,线速度为v 1,角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略),向心加速度为a 2,线速度为v 2,角速度为ω2;地球同步卫星的向心加速度为a 3,线速度为v 3,角速度为ω3;则 a 1___________a 2___________ a 3;v 1__________v 2_________v 3;ω1___________ ω2_____________ ω3。
(练习)人教版物理必修二第六章第三节万有引力定律同步训练B卷
人教版物理必修二第六章第三节万有引力定律同步训练B卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题(共15小题) (共15题;共30分)1. (2分) (2019高一下·昌平期末) 某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,卫星离地面越远,则()A . 所受的万有引力越小B . 运行的角速度越大C . 运行的线速度越大D . 做圆周运动的周期越小2. (2分)(2020·海淀模拟) 分别在地球表面和月球表面对同一物体施加瞬时冲量,使物体以相同初速度竖直上抛(其上升的最大高度远小于月球的半径)。
已知月球表面的重力加速度可认为是地球表面重力加速度的,不计空气阻力及地球和月球自转的影响,下列说法中正确的是()A . 物体在月球表面上升的最大高度为在地球表面上的6倍B . 物体在月球表面上升至最高点的时间是在地球表面上的36倍C . 从最高点落回到抛出点的过程中,地球引力与月球引力对物体做功的功率相同D . 从抛出点至落回到抛出点的过程中,地球引力与月球引力对物体的冲量均为零3. (2分) (2019高三上·南昌月考) 设地球的质量为M,半径为R,自转角速度为ω,万有引力常量为G,同步卫星离地心高度为r,地表重力加速度为g,则关于同步卫星的速度v的表达式不正确的是()A . v=rωB .C .D .4. (2分)(2020·新课标Ⅲ) “嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆,着陆前曾绕月球飞行,某段时间可认为绕月做匀速圆周运动,圆周半径为月球半径的K倍。
已知地球半径R是月球半径的P倍,地球质量是月球质量的Q倍,地球表面重力加速度大小为g。
则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为()A .B .C .D .5. (2分) (2019高一下·南昌期中) 如图所示,飞船在地面指挥控制中心的控制下,由近地点圆形轨道A,经椭圆轨道B转变到远地点的圆轨道C。
人教版物理必修二第六章第三节万有引力定律同步训练B卷(考试)
人教版物理必修二第六章第三节万有引力定律同步训练B卷(考试)姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题(共15小题) (共15题;共30分)1. (2分) (2018高一下·阿拉善左旗期末) 一颗人造卫星在地球引力作用下,绕地球做匀速圆周运动,已知地球的质量为M ,地球的半径为R ,卫星的质量为m ,卫星离地面的高度为h ,引力常量为G ,则地球对卫星的万有引力大小为()A .B .C .D .2. (2分) (2020高三上·山西期中) 假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B,自身球体半径分别为RA 和RB .两颗行星各自周围的卫星的轨道半径的三次方(r3)与运行公转周期的平方(T2)的关系如图所示;T0为卫星环绕各自行星表面运行的周期.则()A . 行星A的质量小于行星B的质量B . 行星A的密度小于行星B的密度C . 行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度D . 当两行星周围的卫星的运动轨道半径相同时,行星A的卫星的向心加速度大于行星B的卫星的向心加速度3. (2分) (2019高一下·乾安月考) 如图所示,两个质量均为m的完全相同的金属球壳a与b,其壳层的厚度和质量分布均匀,将它们固定于绝缘支架座上,两球心间的距离l为球半径的3倍。
若使它们带上等量异种电荷,使其电荷量的绝对值均为Q,那么关于a、b两球之间的万有引力F引和库仑力F库的表达式正确的是()A .B .C .D .4. (2分) (2018高三上·宁波期末) 已知地球半径为R,地球质量为m,太阳雨地球中心间距为r,地球表面的重力加速度为g,地球绕太阳公转的周围为T,则太阳的质量为()A .B .C .D .5. (2分)(2019·长沙模拟) 如图所示,地球绕太阳的运动与月亮绕地球的运动可简化成同一平面内的匀速圆周运动,农历初一前后太阳与月亮对地球的合力约为F1 ,农历十五前后太阳与月亮对地球的合力约为F2 ,则农历初八前后太阳与月亮对地球的合力表达式正确的是()A .B .C .D .6. (2分) (2019高一上·永州期末) 行星A、B都可看作质量分布均匀的球体,其质量之比为1∶2、半径之比为1∶2,则行星A、B的第一宇宙速度大小之比为()A . 2∶1B . 1∶2C . 1∶1D . 1∶47. (2分)(2020·浙江选考) 火星探测任务“天问一号”的标识如图所示。
人教版高中物理必修二高一第六章第三节万有引力定律理论成就同步训
高中物理学习资料金戈铁骑整理制作人教版物理高一必修二第六章第三节万有引力定律理论成就同步训练一、选择题1.以下列图, A 是静止在赤道上的物体,随地球自转而做匀速圆周运动;B、 C 是同一平面内两颗人造卫星, B 位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上, C 是地球同步卫星.已知第一宇宙速度为,物体 A 和卫星 B 、C 的线速度大小分别为A、B、 C ,周期大小分别为T A、T B、 T C,则以下关系正确的选项是()A.AC B .A C BC. T A<T C>T B D.T A T B T C2.以下列图,在火星与木星轨道之间有一小行星带.假设该带中的小行星只碰到太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动.以下说法正确的选项是()A.太阳对各小行星的引力相同B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值3.迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不合适人类居住,绕恒星“ Gliese581运转”的行星“ Gl-581c ”却很值得我们希望。
该行星的温度在0℃到 40℃之间,质量是地球的6倍,直径是地球的 1.5 倍,公转周期为 13 个地球日。
“Gliese581的”质量是太阳质量的倍。
设该行星与地球均视为质量分布平均的球体,绕其中心天体做匀速圆周运动,则()A. 在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同B. 若是人到了该行星,其体重是地球上的2 2 倍3C.该行星与“ Gliese581的距”离是日地距离的3132倍3652D.由于该行星公转速率比地球大,地球上的米尺若是被带上该行星,其长度必然会变短4.牛即刻代的科学家们围绕万有引力的研究,经历了大量曲折坚毅而又闪烁智慧的科学实践。
在万有引力定律的发现历程中,以下表达不吻合史实的是( )A.开普勒研究了第谷的行星察看记录,得出了开普勒行星运动定律B.牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推行到宇宙中的所有物体,得出了万有引力定律C.卡文迪许首次在实验室中比较正确地得出了引力常量G 的数值D.依照天王星的察看资料,哈雷利用万有引力定律计算出了海王星的轨道5.设月球绕地球运动的周期为27 天,则地球的同步卫星到地球中心的距离r 与月球中心到地球中心的距离R 之比r为()R11C.11A .B .27D .38196.已知引力常量为 G,地球表面重力加速度为g,地球半径为R,则地球质量为 ()A .M gR2B .M GC.MgR gR2 gR GD.MG7.目前,中国正在推行“嫦娥一号”登月工程,已知月球上没有空气,重力加速度为地球1的6,若是你登上月球,你能够实现的梦想是()A .轻易将1000kg 物体举过头顶B.放飞风筝C.做一个同地面上相同的标准篮球场,在此打球,发现自己成为扣篮好手D .撇铅球的水平距离变为原来的6 倍8.已知地球的质量为M ,月球的质量为m,月球绕地球运转的轨道半径为r,周期为 T,万有引力常量为G,则月球绕地球运转轨道处的重力加速度大小等于()Gm GMC. 42D.422A. B.r r 2r 2T 2T 211g,则火星表面的9.火星的质量和半径分别约为地球的和,地球表面的重力加速度为102重力加速度约为()A .B.C.D. 5g 10.小行星绕恒星运动,而恒星平均地向四周辐射能量,依照爱因斯坦相对论,恒星的质量由于辐射能量将缓慢减小,能够为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动?则经过足够长的时间后,小行星运动的()A .半径变大B .速率变大C.角速度变大 D .加速度变大11.第三代海事卫星采用同步和中轨道卫星结合的方案,解决了覆盖全球的问题。
人教版高一物理必修2第六章同步练习题 6.3万有引力定律(3)-(无答案)
第六章万有引力和航天第三节万有引力定律(3)A组1.卫星绕地球做匀速圆周运动,若从卫星中与卫星相对静止释放一个物体,关于物体的运动的下述说法中正确的是( )A.物体做匀速直线运动B.物体做平抛运动C.物体做自由落体运动D.物体做匀速圆周运动2.人造卫星在太空中运行,天线偶然折断,天线将( )A.继续和卫星一起沿轨道运行B.做平抛运动,落向地球C.由于惯性,沿轨道切线方向做匀速直线运动,远离地球D.做自由落体运动,落向地球3.人造地球卫星在运行过程中由于受到稀薄大气的阻力作用,轨道半径会逐渐变小,在此过程中,对于以下有关各物理量变化情况的叙述中正确的是( )A.卫星的线速度将逐渐增大B.卫星的环绕周期将逐渐增大C.卫星的角速度将逐渐增大D.卫星的向心加速度将逐渐增大4.假如一个做圆周运动的人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍仍做圆周运动,则( )A.根据公式v=ωr可知卫星运动的线速度将增加到原来的2倍B.根据公式F=mv2/r可知卫星所需向心力减小到原来的1/2C.根据公式F=GMm/r2可知地球提供的向心力将减小到原来的1/4D.根据上述B和C/25. 假如一个做圆周运动的人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍仍做圆周运动:根据公式可知,卫星运动的线速度将到原来的倍;根据公式可知,卫星运动的角速度将到原来的倍;根据公式可知,卫星运动的向心加速度将到原来的倍;根据公式可知,卫星运动的周期将到原来的倍。
6.地球半径为R,质量为M,地面附近的重力加速度为g,万有引力常量为G,则靠近地面运转的人造地球卫星环绕速度为( )C D7.卫星距地面R0做匀速圆周运动,设地球半径为R0,地面的重力加速度为g,卫星质量为m.正确的是()A.卫星所受万有引力为mgB.C.卫星的周期是2D.卫星的周期是48.两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动的周期之比T A:T B=1:8,则轨道半径之比为r A:r B= ,速率之比为V A:V B=9.某恒星系中的两颗行星的质量之比为m1:m2=3:1,轨道半径比为r1:r2=1:2,则它们的线速度之比v1:v2=________;角速度之比ω1:ω2=________;周期之比T1:T2=________;万有引力之比F1:F2=________.10.有一颗人造地球卫星,其轨道半径是月球绕地球转动的轨道半径的1/9,则此卫星的周期大约是________天.B组1、下列关于地球同步卫星的说法正确的是()A.它的周期与地球自转同步,但高度和速度可以选择,高度增大,速度减小B.它的高度和速度是一定的,但周期可以是地球自转周期的整数倍C.我国发射的同步卫星都定点在北京上空D.我国发射的同步卫星也定点在赤道上空2、关于第一宇宙速度,下列说法不正确的是()A.地球的第一宇宙速度由地球的质量和半径决定的B.第一宇宙速度是人造地球卫星环绕运行的最大速度C.第一宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度D.第一宇宙速度是地球同步卫星环绕运行的速度3、宇宙飞船在半径为R1的轨道上运行,变轨后的半径为R2,R1>R2,宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动,则变轨后宇宙飞船的()A.线速度变小 B.角速度变小 C.周期变大 D.向心加速度变大4、地球的第一、第二和第三宇宙速度分别为7.9km/s、11.2km/s和16.7km/s,下列说法正确的是()A. 7.9km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的最小速度B. 7.9km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度C.若在地面上发射卫星的速度在7.9km/s﹣11.2km/s之间,则卫星绕地球运行的轨道一定是圆D.若在地面上发射卫星的速度大于16.7km/s,则卫星还能绕太阳沿椭圆轨道运行5、如图所示,A、B、C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,已知mA=mB<mC,则三颗卫星()A.线速度大小关系:vA<vB=vC B.加速度大小关系:aA>aB=aCC.向心力大小关系:FA=FB<FC D.周期关系:TA>TB=TC6、地球的半径为6.37×106m,地球质量为5.98×1024 kg,地球表面上质量为1.0 kg的物体受到的地球的万有引力是_________N.若g=9.8m/s2,物体受到的重力为_________N,比较它们的差别______________________________________.7、两颗球形行星A和B各有一颗卫星a和b,卫星的圆形轨道接近各自行星的表面,如果两颗行星的质量之比,半径之比= q,则两颗卫星的周期之比等于__________。
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6.3万有引力定律同步练习
1.设想把质量为m 的物体(可视为质点)放到地球的中心,地球质量为M ,半径为R.则物体与地球间的万有引力是( )
A .零
B .无穷大 C.GMm
R
2 D .无法确定
2.物理学发展历程中,在前人研究基础上经过多年的尝试性计算,首先发表行星运动的三个定律的科学家是
A. 白尼
B. 第谷
C. 开普勒
D. 伽利略
3.以下说法符合物理史实的是
A. 开普勒提出行星运动的三大定律,牛顿测出了万有引力常量G 的数值
B. 牛顿第三定律为我们揭示了自然界中存在的惯性及惯性定律
C. 亚里士多德认为只有力作用在物体上,物体才会运动
D. 伽利略通过理想斜面实验得出,物体在不受摩擦力的情况下,会作减速运动,直至停止运动
4.一行星绕恒星做圆周运动.由天文观测可得,其运行周期为T ,速度为v ,引力常量为G ,则( )
A .恒星的质量为v 3
T 2πG B .行星的质量为4π2v 3
GT 2
C .行星运动的轨道半径为vT 2π
D .行星运动的加速度为2πv
T
5.月球与地球质量之比约为1∶80,有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统,它们都围绕地月连线上某点O 做匀速圆周运动.据此观点,可知月球与地球绕O 点运动线速度大小之比约为( )
A .1∶6400
B .1∶80
C .80∶1
D .6400∶1
6.假设有一“太空电梯”悬在赤道上空某处,相对地球静止,如图所示,那么关于“太空电梯”,下列说法正确的是( )
A .“太空电梯”各点均处于完全失重状态
B .“太空电梯”各点运行周期随高度增大而增大
C .“太空电梯”上各点线速度与该点离地球球心距离的开方成反比
D .“太空电梯”上各点线速度与该点离地球球心距离成正比
7.设地球表面重力加速度为g 0,物体在距离地心4R(R 是地球的半径)处,由于地球的作用而产生的加速度为g ,则
g
g 为( ) A .1 B. 19 C. 14 D. 116
8.对于万有引力定律的表达式F =
12
2
Gm m r ,下列说法中正确的是( ) A .公式中的G 为比例常数,无单位
B .m 1与m 2之间的相互作用力,总是大小相等,方向相反,是一对作用力和反作用力
C .当r 趋近于0时,F 趋向无穷大
D .当r 趋近于0时,公式不成立
9.关于万有引力,下列说法中正确的是( )
A .万有引力只有在研究天体与天体之间的作用时才有价值
B .由于一个苹果的质量很小,所以地球对它的万有引力几乎可以忽略
C .地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引力
D .地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近
10.科技日报北京2017年9月6日电,英国《自然天文学》杂志发表的一篇论文称,某科学家在银河系中心附近的一团分子气体云中发现了一个黑洞。
科学研究表明,当天体的逃逸速度(即第二宇宙速度,为第一宇宙速度的倍)超过光速时,该天体就是黑洞。
已知某天体与地球的质量之比为k ,地球的半径为R ,地球卫星的环绕速度(即第一宇宙速度)为v 1,光速为c ,则要使该天体成为黑洞,其半径应小于( )
A. B. C. D.
11.2016年2月11日,美国科学家宣布探测到引力波,证实了爱因斯坦100年前的预测,
弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”,双星的运动是产生引力波的来源之
一,假设宇宙中有一双星系统由a、b两颗星体组成,这两颗星绕它们的连线的某一点在万
有引力作用下做匀速圆周运动,测得a星的周期为T,a、b两颗星的距离为l,a、b两颗星
的轨道半径之差为,已知a星的轨道半径大于b星的轨道半径,则:
A. b星的周期为
B. a星的线速度大小为
C. a、b两颗星的半径之比为
D. a、b两颗星的质量之比为
12.两个密度均匀的球体,两球心相距r,它们之间万有引力为10-8N,若它们的质量、球心
间的距离增加为原来的2倍,则它们间的万有引力为:
A. 10-8N
B. 0.25×10-8N
C. 4×10-8N
D. 10-4N
13.一太空探测器进入了一个圆形轨道绕太阳运转,已知其轨道半径为地球绕太阳运转轨道
半径的9倍,则太空探测器绕太阳运转的周期是()
A.3年 B.9年 C.27年 D.81年
14. 某宇航员来到某天体,他想估测天体的质量,使用了一个弹射器和一电子计时器.若弹
射器的出口速度为v,竖直向上弹出后再落回到弹射点的时间为t,天体的半径为R,那么
天体的质量是()
A.B.C.D.
15. 假如质量为1 kg的物体置于地心处,物体的重力将是()
A.9.8 N B.大于9.8 N C.无限大 D.零
二.非选择题
v自高h处水平抛出的小球,射程可达x远。
已知月球半径为R,如
16.在月球上以初速度
果在月球上发射一颗月球的卫星,它在月球表面附近环绕月球运行的周期是__________。
17.为了充分利用地球自转的速度,人造卫星发射时,火箭都是从向_______ (填东、南、西、北)发射。
考虑这个因素,火箭发射场应建在纬度较(填高或低)
的地方较好。
18.侦察卫星在通过地球两极上空的圆轨道上运动,它的运动轨道距地面高度为h,要使卫星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件下的情况全都拍摄下来,卫星在通过赤道上空时,卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长是________.(设地球的半径为R,地面处的重力加速度为g,地球自转的周期为T.)
19. 已知某星球的质量为地球质量的1/16,半径约为地球半径的1/4,地球上的近地球的卫星的运行线速度(第一宇宙速度)约为7.9km/s,则绕该星球表面运行的卫星其速率约为 km/s。
20. 为了验证地面上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是否为同一性质的力,遵循同样的规律,牛顿曾经做过著名的月地检验,其基本想法是:如果重力和星体间的引力是同一性质的力,都与距离的关系,因为月心到地心的距离是地球半径的60倍,那么月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度就应该是地面重力加速度的倍,牛顿通过计算证明他的想法是正确的。
21. 在一年四季中,冬至、夏至、春分、秋分时地球与太阳的位置关系较为特殊,其中地球绕太阳运动最快的是,最慢的是。
22.假设地球自转速度达到使赤道上的物体能“飘”起来(完全失重).试估算一下,此时地球上的一天等于多少小时?(地球半径取6.4×106m,g取10m/s2)
23.火星半径约为地球半径的一半,火星质量约为地球质量的1
9
.一位宇航员连同宇航服在
地球上的质量为50kg.求:
(1)在火星上宇航员所受的重力为多少?
(2)宇航员在地球上可跳1.5m高,他以相同初速度在火星上可跳多高?(取地球表面的重力加速度g=10m/s2)
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A C
C
ACD
C
D
D
BD
D
D
A
C
C
B
D
16. 02x
Rh v h π⋅⋅ 17. 西、 东、低。
18. s=
g
R h T
3
2
)(4+π 19.3.95 20.二次方成反比, 21.冬至,夏至
22. 【答案】1.4h
【解析】物体刚要“飘”起来时,还与地球相对静止,其周期等于地球自转周期,此时物体只受重力作用,物体“飘”起来时,半径为R 地,据万有引力定律有
mg =2
GMm
R 地=m 22T 4πR 地
得T 2R g
4π地26
6.410104π⨯⨯s =5024s =1.4h
23. 【答案】(1)222.2N (2)3.375m 【解析】(1)忽略自转由mg =
2GMm R ,得g =2
GM
R 在地球上有g =2GM R ,在火星上有g′=2
1
912G M R •⎛⎫
⎪⎝⎭
所以g′=
409m/s 2
,那么宇航员在火星上所受的重力 mg′=50×40
9
N≈222.2N
(2)在地球上,宇航员跳起的高度为h′=20
2v g
即1.5m =20
2
210m /s
v ⨯ 在火星上,宇航员跳起的高度h′=202v g '=20
2402m /s 9
v ⨯
联立以上两式得h′=3.375m。