高一物理精品同步练习第六章第三节万有引力定律尖子生选做题教师版(新人版必修2) 含答案

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高中物理第六章第2节太阳与行星间的引力第3节万有引力定律练习含解析新人教版必修

2021-4-29 20XX年复习资料教学复习资料班级：科目：万有引力定律[随堂检测]1．万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．以下说法正确的是( )A ．物体的重力不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是由于没有受到万有引力的作用解析：选C.物体的重力是由地球的万有引力产生的，万有引力的大小与质量的乘积成正比，与距离的二次方成反比，选项A 、B 错误；人造地球卫星绕地球运动的向心力是由万有引力提供的，选项C 正确；宇宙飞船内的宇航员处于失重状态，是因为宇航员受到的万有引力全部提供了宇航员做圆周运动所需的向心力，选项D 错误．2．一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 ．0．25B ．0．5C ．2倍D ．4倍解析：选C.根据万有引力定律得：宇航员在地球上所受的万有引力F 1＝GM 地mR 2地，在星球上所受的万有引力F 2＝GM 星m R 2星，所以F 2F 1＝M 星R 2地M 地R 2星＝12×22＝2，故C 正确．3．某行星可看成一个均匀的球体，密度为ρ，若在其赤道上随行星一起转动的物体对行星表面的压力恰好为零，则该行星的自转周期为(引力常量为G )( )A ．4πG3B ．3πG 4C ．3πρGD ．πρG解析：选C.根据G Mm r 2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r ，可得T ＝2πr 3GM ，将M ＝43πr 3ρ代入，可得T ＝3πρG，故选项C 正确．4．如图所示，一个质量为M 的匀质实心球，半径为R ．如果从球的正中心挖去一个直径为R 的球，放在相距为d 的地方．求两球之间的引力是多大．解析：根据匀质球的质量与其半径的关系M ＝ρ×43πR 3∝R 3，两部分的质量分别为m ＝M 8，M ′＝7M8根据万有引力定律，这时两球之间的引力为F ＝G M ′m d 2＝7GM 264d2．答案：7GM 264d25．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 ′的大小；(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R 星∶R 地＝1∶4，求该星球的质量与地球质量之比M 星∶M 地．解析：(1)设竖直上抛小球初速度为v 0，则v 0＝12gt ＝12g ′×5t ，所以g ′＝15g ＝2 m/s 2．(2)设小球的质量为m ，则mg ＝GM 地m R 2地，mg ′＝G M 星m R 2星所以M 星∶M 地＝g ′R 2星gR 2地＝15×116＝180．答案：(1)2 m/s 2(2)1∶80[课时作业]一、单项选择题1．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解析：选A.由F ＝G Mm R2可知，若将地球看成球形，则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．2．如图所示，两球的半径小于R ，两球质量均匀分布，质量分别为m 1、m 2，则两球间的万有引力大小为( )A ．Gm 1m 2R 21B ．Gm 1m 2R 22C ．G m 1m 2（R 1＋R 2）2D ．G m 1m 2（R 1＋R 2＋R ）2解析：选D.由万有引力定律公式中“r ”的含义知：r 应为两球心之间的距离，故D 正确．3．两颗行星的质量分别为m 1和m 2，它们绕太阳运行的轨道半径分别是r 1和r 2，若它们只受太阳引力的作用，那么这两颗行星的向心加速度之比为( )A ．1B ．m 2r 1m 1r 2C ．m 1r 2m 2r 1D ．r 22r 21解析：选D.设行星m 1、m 2的向心力分别为F 1、F 2，由太阳与行星之间的作用规律可得：F 1∝m 1r 21，F 2∝m 2r 22，而a 1＝F 1m 1，a 2＝F 2m 2，故a 1a 2＝r 22r 21，D 正确．4．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，由于地球对物体的万有引力的作用而产生的加速度为g ，则g g 0为( )A ．1B ．19C ．14D ．116解析：选D.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产生，所以有地面上：G Mm R2＝mg 0①离地心4R 处：G Mm（4R ）2＝mg ②由①②两式得gg0＝⎝⎛⎭⎪⎫R4R2＝116．5．2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆．在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描述F随h 变化关系的图象是( )解析：选D.在嫦娥四号探测器“奔向”月球的过程中，根据万有引力定律，可知随着h 的增大，探测器所受的地球引力逐渐减小但并不是均匀减小的，故能够描述F随h变化关系的图象是D.6．某星球的质量约为地球质量的9倍，半径约为地球半径的一半，若从地球表面高h 处平抛一物体，射程为60 m，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为( )A．10 m B．15 mC．90 m D．360 m解析：选A.由平抛运动公式可知，射程x＝v0t＝v02hg，即v0、h相同的条件下x∝1g.又由g＝GMR2，可得g星g地＝M星M地⎝⎛⎭⎪⎫R地R星2＝91×⎝⎛⎭⎪⎫212＝361，所以x星x地＝g地g星＝16，得x星＝10 m，选项A正确．7．两个质量均为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，一个质量也为m的物体从O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：选D.m在O点时，所受万有引力的合力为0，运动到无限远时，万有引力为0，在距O点不远的任一点，万有引力都不为0，因此D正确．二、多项选择题8．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可视为圆轨道．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的轨道半径的400倍．关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，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吸引力大小相等D ．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异解析：选AD.由引力公式F ＝GMm r 2可知，F ∝M r 2，太阳与月球对相同质量海水的引力之比F 太阳F 月球＝1.687 5×102，故选项A 正确，选项B 错误；月球与不同区域海水的距离不同，故吸引力大小有差异，选项C 错误，选项D 正确．9．甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道．以下判断正确的是( )A ．甲的运行周期大于乙的运行周期B ．乙的速度大于第一宇宙速度C ．甲的加速度小于乙的加速度D ．甲在运行时能经过北极的正上方答案：AC10．质量为m 的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为M ，月球半径为R ，月球表面重力加速度为g ，引力常量为G ，不考虑月球自转的影响，则航天器的( )A ．线速度v ＝GMRB ．角速度ω＝gRC ．运行周期T ＝2πR gD ．向心加速度a ＝Gm R2解析：选AC.根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力和万有引力等于重力得出：GMmR 2＝m v 2R ，得v ＝GM R ，故A 正确；根据mg ＝mω2R ，得ω＝g R ，故B 错误；根据mg ＝m 4π2T2R ，得T ＝2πR g ，故C 正确；根据万有引力提供向心力得G Mm R 2＝ma ，a ＝GMR2，故D 错误．三、非选择题11．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的力为90 N 时，卫星距地球表面有多远？(地球半径R 地＝6．4×103km ，g 表示地面处重力加速度，g 取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，设卫星离地面的距离为h ，这时受到地球的万有引力为F ＝G Mm（R 地＋h ）2.在地球表面GMmR 2地＝mg ① 在上升至离地面h 时，F N －G Mm（R 地＋h ）2＝ma ．②由①②式得（R 地＋h ）2R 2地＝mgF N －ma ，则h ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫mg F N －ma －1R 地．③将m ＝16 kg ，F N ＝90 N ，a ＝12g ＝5 m/s 2，R 地＝6．4×103 km ，g ＝10 m/s 2代入③式得h＝1．92×104km ．答案：1.92×104km12．地球赤道上的物体，由于地球自转产生的向心加速度a ＝3．37×10－2m/s 2，赤道上的重力加速度g ＝9．77 m/s 2，试问：(1)质量为1 kg 的物体在地球赤道上所受地球的万有引力为多大？(2)要使在赤道上的物体由于地球的自转而飘起来，地球自转的角速度应加快到实际角速度的多少倍？解析：(1)在赤道上，F 万＝mg ＋F 向＝mg ＋ma ＝9.803 7 N.(2)要使在赤道上的物体由于地球自转而飘起来，则有F 万＝F ′向＝mω20R ，得ω0＝F 万mR＝ 9．803 7R．ω0为飘起时地球自转的角速度，R 为地球半径．正常情况即实际角速度为ω，则mω2R＝ma ，ω＝a R＝3．37×10－2R，故ω0ω＝ 9．803 73．37×10－2≈17．即自转角速度应加快到实际角速度的17倍．答案：(1)9.803 7 N (2)17倍结束语同学们，相信梦想是价值的源泉，相信成功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念。

人教版高一物理必修二 6.3 万有引力定律(含解析)

人教版高一物理必修二 6.3万有引力定律（含解析）人教版高一物理必修二第六章第三节6.3万有引力定律（含解析）一、单选题1．有关物理学史，以下说法正确的是( )A．伽利略首创了将实验和逻辑推理相结合的物理学研究方法B．卡文迪许通过库仑扭秤实验总结出点电荷相互作用规律C．法拉第不仅发现电磁感应现象，而且还总结出了电磁感应定律D．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出行星运动的规律并发现了万有引力定律【答案】A【解析】伽利略首创了将实验和逻辑推理相结合的物理学研究方法，选项A正确；库伦通过库仑扭秤实验总结出点电荷相互作用规律，选项B错误；法拉第发现了电磁感应现象，但没有总结出了电磁感应定律，是韦伯和纽曼发现了电磁感应定律，故C错误；开普勒在天文观测数据的基础上，总结出行星运动的规律，牛顿发现了万有引力定律，选项D错误；故选A.2．2018年9月7日将发生海王星冲日现象，海王星冲日是指海王星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与海王星之间。

此时海王星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察。

地球和海王星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，地球一年绕太阳一周，海王星约164.8年绕太阳一周。

则A．地球的公转轨道半径比海王星的公转轨道半径大B．地球的运行速度比海王星的运行速度小C．2019年不会出现海王星冲日现象D．2017年出现过海王星冲日现象【答案】D【解析】地球的公转周期比海王星的公转周期小，根据万有引力提供向心力1 / 122224Mm G m r r T π=，可得：2T =可知地球的公转轨道半径比海王星的公转轨道半径小，故A 错误；根据万有引力提供向心力，有22Mm v G m r r=，解得：v =可知海王星的运行速度比地球的小，故B 错误； T 地＝1年，则T 木＝164.8年，由(ω地－ω木)·t ＝2π，可得距下一次海王星冲日所需时间为： 2 1.01-t πωω=≈地火年，故C 错误、D 正确。

高中物理第六章万有引力定律同步练习新人教版必修

第3节万有引力定律（满分100分，60分钟完成）班级_______姓名______第Ⅰ卷 (选择题共48分)一、选择题：本大题共6小题，每小题8分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，选对的得8分，对而不全得4分。

选错或不选的得0分。

1．关于行星绕太阳运动的原因，下列说法正确的是（）A ．由于行星做匀速圆周运动，故行星不受任何力的作用B ．是由行星周围存在旋转的物质造成的C ．由于受到太阳的吸引造成的D ．除了受到太阳的吸引力，还必须受到其他力的作用 2．万有引力常量为G ，地球的质量为M ，忽略地球自转的影响，则地球表面的重力加速度的大小为（）A ．GM g R =B ．g GR =C ．2GM g R =D ．无法确定3．关于万有引力，下列说法中正确的是（）A ．万有引力是普遍存在于宇宙中所有具有质量的物体之间的相互作用B ．重力和万有引力是两种不同性质的力C ．当两物体间有另一质量不可忽略的物体存在时，则这两个物体间的万有引力将增大D ．当两物体间距离为零时，万有引力将为无穷大4．地球赤道上的物体重力加速度为g ，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a ，要使赤道上的物体“飘”起来，则地球自转的角速度应为原来的（）A ．g a 倍BCD 5．把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周，由火星和地球绕太阳运动的周期之比可求得（）A ．火星和地球的质量之比B ．火星和太阳的质量之比C ．火星和地球到太阳的距离之比D ．火星和地球绕太阳运行速度大小之比6．假设地球和月球都是均匀的球体，地球的质量M 0和月球的质量M 之比为p ，地球的半径R 0和月球的半径R 之比为q ，那么地球表面的重力加速度g 0和月球表面的重力加速度g 之比等于（） A ．2p q B ．pq 2 C ．p q D ．pq第Ⅱ卷（非选择题，共52分）二、填空、实验题：本大题共3小题，每小题8分，共24分。

最新人教版高中物理第六章第3节万有引力定律及答案

第三节万有引力定律1．假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力真的是同一种力，同样遵从“____________”的规律，由于月球轨道半径约为地球半径(苹果到地心的距离)的60倍，所以月球轨道上一个物体受到的引力是地球上的________倍．根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动时的加速度(月球______________加速度)是它在地面附近下落时的加速度(____________加速度)的________．根据牛顿时代测出的月球公转周期和轨道半径，检验的结果是____________________．2．自然界中任何两个物体都____________，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与________________________成正比、与__________________________成反比，用公式表示即________________．其中G叫____________，值为________________，它是英国物家______________在实验室利用扭秤实验测得的．3．万有引力定律适用于________的相互作用．近似地，用于两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时；特殊地，用于两个均匀球体，r是________间的距离．4．关于万有引力和万有引力定律的解正确的是( )A．不能看做质点的两物体间不存在相互作用的引力B．只有能看做质点的两物体间的引力才能用F＝计算．由F＝知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大D．万有引力常量的大小首先是由牛顿测出的，且等于667×10－11N·2/g2 5．对于公式F＝G解正确的是( )A．1与2之间的相互作用力，总是大小相等、方向相反，是一对平衡力B．1与2之间的相互作用力，总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力．当r趋近于零时，F趋向无穷大D．当r趋近于零时，公式不适用6．要使两物体间的万有引力减小到原的，下列办法不可采用的是( ) A．使物体的质量各减小一半，距离不变B．使其中一个物体的质量减小到原的，距离不变．使两物体间的距离增为原的2倍，质量不变D．使两物体间的距离和质量都减为原的【概念规律练】知识点一万有引力定律的解1．关于万有引力定律的适用范围，下列说法中正确的是( )A．只适用于天体，不适用于地面上的物体B．只适用于球形物体，不适用于其他形状的物体．只适用于质点，不适用于实际物体D．适用于自然界中任何两个物体之间2．两个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，则它们之间的万有引力为( )A F B．4F F D．16F3．一名宇航员到一个星球上，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它在地球上所受万有引力的( )A．025倍B．05倍．20倍D．40倍知识点二用万有引力公式计算重力加速度4．设地球表面重力加速度为g，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．1/9 ．1/4 D．1/165．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＝p，火星半径R火和地球半径R地之比＝q，那么离火星表面R火高处的重力加速度g火和离地球表面R地高处的重力加速度g地之比＝________【方法技巧练】一、用割补法求解万有引力的技巧6．有一质量为M、图1半径为R的密度均匀球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为的质点，现在从M中挖去一半径为的球体，如图1所示，求剩下部分对的万有引力F为多大？二、万有引力定律与抛体运动知识的综合7．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5小球落回原处．(取地球表面重力加速度g＝10/2，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＝1∶4，求该星球的质量与地球质量之比M星∶M地．8．宇航员站在某一星球距离表面高度处，以初速度v沿水平方向抛出一个小球，经过时间后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：(1)该星球表面重力加速度g的大小；(2)小球落地时的速度大小；(3)该星球的质量．1．下列关于万有引力定律的说法中，正确的是( )A．万有引力定律是牛顿发现的B．F＝G中的G是一个比例常，是没有单位的．万有引力定律适用于任意质点间的相互作用D．两个质量分布均匀的分离的球体之间的相互作用力也可以用F＝计算，r 是两球体球心间的距离2．下列关于万有引力的说法中正确的是( )A．万有引力是普遍存在于宇宙空间中所有具有质量的物体之间的相互作用力B．重力和引力是两种不同性质的力．当两物体间有另一质量不可忽略的物体存在时，则这两个物体间的万有引力将增大D．当两物体间距离为零时，万有引力将无穷大3．下列关于万有引力定律的说法中，正确的是( )①万有引力定律是卡文迪许在实验室中发现的②对于相距很远、可以看成质点的两个物体，万有引力定律F＝G中的r是两质点间的距离③对于质量分布均匀的球体，公式中的r是两球心间的距离④质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力A．①③B．②④．②③D．①④4．苹果自由落向地面时加速度的大小为g，在离地面高度等于地球半径处做匀速圆周运动的人造卫星的向心加速度为( )A．g B gg D．无法确定5．在某次测定引力常量的实验中，两金属球的质量分别为1和2，球心间的距离为r，若测得两金属球间的万有引力大小为F，则此次实验得到的引力常量为( )A BD6．设想把质量为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．G D．无法确定7．月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，一个质量为600g的飞行器到达月球后( )A．在月球上的质量仍为600gB．在月球表面上的重力为980N．在月球表面上方的高空中重力小于980N D．在月球上的质量将小于600g8．如图2所示，两个半径分别为r1＝040，r2＝060，质量分布均匀的实心球质量分别为1＝40g、2＝10g，两球间距离r0＝20，则两球间的相互引力的大小为(G＝667×10－11N·2/g2)( )图2A．667×10－11N B．大于667×10－11N ．小于667×10－11N D．不能确定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64倍，一个在地球表面重力为600N的人在这个行星表面的重力将变为960N．由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为( )A．05 B．2 ．32 D．4宇航服在地球上的质量为100g，则在火星上其质量为________g，重力为________N．(g 取98/2)11．假设地球自转速度达到使赤道上的物体能“飘”起(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64×106，g取10/2)12．如图3所示，图3火箭内平台上放有测试仪，火箭从地面启动后，以加速度竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪对平台的压力为启动前压力的已知地球半径为R，求火箭此时离地面的高度．(g为地面附近的重力加速度)第3节万有引力定律课前预习练1．平方反比公转的向心自由落体遵从相同的规律2．相互吸引物体的质量1和2的乘积它们之间距离r的二次方F＝G引力常量667×10－11N·2/g2卡文迪许3．质点球心4．[任何物体间都存在相互作用的引力，故称万有引力，A错；两个质量均匀的球体间的万有引力也能用F＝计算，B错；物体间的万有引力与它们距离r的二次方成反比，故r减小，它们间的引力增大，对；引力常量G是由卡文迪许精确测出的，D错．]5．BD [两物体间的万有引力是一对相互作用力，而非平衡力，故A错，B 对；万有引力公式F＝G只适用于质点间的万有引力计算，当r→0时，物体便不能再视为质点，公式不适用，故错，D对．]6．D课堂探究练1．D2．D [小铁球间的万有引力F＝G＝大铁球半径是小铁球半径的2倍，其质量为小铁球＝ρV＝ρ·πr3大铁球M＝ρV′＝ρ·π(2r)3＝8·ρ·πr3＝8所以两个大铁球之间的万有引力F′＝G＝16·＝16F]点评运用万有引力定律时，要准确解万有引力定律公式中各量的意义并能灵活运用．本题通常容易出现的错误是考虑两球球心距离的变而忽略球体半径变而引起的质量变，从而导致错误．3．[由万有引力定律公式，在地球上引力F＝G，在另一星球上引力F′＝G＝G＝2G＝2F，故正确．]点拨利用万有引力定律分别计算宇航员在地球表面和星球表面所受到的万有引力，然后比较即可得到结果．4．D [地球表面：G＝g0离地心4R处：G＝g由以上两式得：＝()2＝]点评(1)切记在地球表面的物体与地心的距离为R(2)物体在离地面高度处，所受的万有引力和重力相等，有g＝所以g随高度的增加而减小，不再等于地面附近的重力加速度．(3)通常情况下，处在地面上的物体，不管这些物体是处于何种状态，都可以认为万有引力和重力相等，但有两种情况必须对两者加以区别：一是从细微之处分析重力与万有引力大小的关系，二是物体离地面高度与地球半径相比不能忽略的情况．5解析距某一星球表面高处的物体的重力，可认为等于星球对该物体的万有引力，即g＝G，解得距星球表面高处的重力加速度为g＝G故距火星表面R火高处的重力加速度为g火＝G，距地球表面R地高处的重力加速度为g地＝G，以上两式相除得＝·＝点评对于星球表面上空某处的重力加速度g＝G，可解为g与星球质量成正比，与该处到星球球心距离的二次方成反比．6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F＝G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万有引力为F1，可以看做是剩余部分对质点的万有引力F与被挖小球对质点的万有引力F2的合力，即F＝F＋F21设被挖小球的质量为M′，其球心到质点间的距离为r′由题意知M′＝，r′＝；由万有引力定律得F＝G＝1F＝G＝G＝2故F＝F1－F2＝方法总结本题易错之处为求F时将球体与质点之间的距离d当做两物体间的距离，直接用公式求解．求解时要注意，挖去球形空穴后的剩余部分已不是一个均匀球体，不能直接运用万有引力定律公式进行计算，只能用割补法．7．(1)2/2(2)1∶80解析 (1)依据竖直上抛运动规律可知，地面上竖直上抛物体落回原地经历的时间为：＝在该星球表面上竖直上抛的物体落回原地所用时间为：5＝所以g′＝g＝2/2(2)星球表面物体所受重力等于其所受星体的万有引力，则有g＝G所以M＝可解得：M星∶M地＝1∶808．(1) (2) (3)解析(1)由平抛运动的知识知，在竖直方向小球做自由落体运动，＝g2所以g＝(2)水平方向速度不变v＝v0竖直方向做匀加速运动v y＝g＝所以落地速度v＝＝(3)在星球表面，物体的重力和所受的万有引力相等．故有：g＝G所以M＝＝课后巩固练1．AD [万有引力定律是牛顿在前人研究的基础上发现的，据F＝G知G的国际单位是N·2/g2，适用于任何两个物体之间的相互引力作用．] 2．A [两物体间万有引力大小只与两物体质量的乘积及两物体间的距离有关，与存不存在另一物体无关，所以错．若间距为零时，公式不适用，所以D 错．]3．4．[地面处：g＝G，则g＝离地面高为R处：g′＝G，则g′＝所以＝，即g′＝g，正确．]5．B [由万有引力定律F＝G得G＝，所以B项正确．]6．A [设想把物体放到地球中心，此时F＝G已不适用，地球的各部分对物体的吸引力是对称的，故物体与地球间的万有引力是零，答案为A] 7．AB [物体的质量与物体所处的位置及运动状态无关，故A对，D错；由题意可知，物体在月球表面上受到的重力为地球表面上重力的，即F＝g＝×600×98N＝980N，故B对；由F＝知，r增大时，引力F减小．在星球表面，物体的重力可近似认为等于物体所受的万有引力，故对．]点评物体的质量是物体所含物质的多少，与物体所处的位置和物体的运动状态无关；在星球表面，物体的重力可认为等于物体所受的万有引力，与物体和星球的质量及二者的相对位置有关．8．[此题中为两质量分布均匀的球体，r是指两球心间的距离，由万有引力定律公式得F＝＝N＝296×10－11N<667×10－11N，故选对公式F＝G的各物量的含义要弄清楚．两物体之间的距离r：当两物体可以看成质点时，r是指两质点间距离；对质量分布均匀的球体，r是指两球心间距离．]9．B [设地球质量为，则“宜居”行星质量为M，则M＝64设人的质量为′，地球的半径为R地，“宜居”行星的半径为R，由万有引力定律得，地球上G＝G地“宜居”行星上G′＝G＝G两式相比得＝＝＝]10．100 436解析地球表面的重力加速度g地＝①火星表面的重力加速度g火＝②由①②得g＝·g地＝22××98/2≈436 /2，物体在火星上的重力g火＝100×436N＝436N 火11．14解析物体刚要“飘”起时，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”起时，半径为R地，据万有引力定律有g＝＝R地得T＝＝＝5024＝1412解析在地面附近的物体，所受重力近似等于物体受到的万有引力，即g≈G，物体距地面一定高度时，万有引力定律中的距离为物体到地心的距离，重力和万有引力近似相等，故此时的重力加速度小于地面上的重力加速度．取测试仪为研究对象，其先后受力如图甲、乙所示．据物体的平衡条件有F N1＝g1，g1＝g所以F N1＝g据牛顿第二定律有F N2－g2＝＝·所以F N2＝＋g2由题意知F N2＝F N1，所以＋g2＝g所以g2＝g，由于g≈G，设火箭距地面高度为H，所以g2＝G又g＝G所以g＝，H＝。

2020_2021学年高中物理第六章万有引力与航天3万有引力定律课时作业含解析新人教版必修

万有引力定律时间：45分钟一、单项选择题1．关于万有引力定律的适用范围，下列说法中正确的是( D ) A ．只适用于天体，不适用于地面上的物体 B ．只适用于球形物体，不适用于其他形状的物体 C ．只适用于质点，不适用于实际物体 D ．适用于自然界中任何两个物体之间解析：万有引力定律既适用于天体间，也适用于一般物体间，是自然界中普遍存在的规律，选项D 正确．2．关于万有引力定律和引力常量的测定，下列说法正确的是( D ) A ．万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由伽利略测定的 B ．万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的 C ．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由胡克测定的 D ．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的解析：牛顿深入思考了月球受到的引力与地面物体受到的引力的关系，发现了万有引力定律．而英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了G 的数值．选项D 正确．3．设想质量为m 的物体放到地球中心，地球质量为M 、半径为R ，则物体与地球间的万有引力为( A )A ．零B ．无穷大 C.GMmR 2D ．无法确定解析：设想把物体放到地球中心，此时F ＝GMmR 2已不适用，地球的各部分对物体的吸引力是对称的，故物体与地球间的万有引力是零，选项A 正确．4．地球的半径为R ，地球表面处物体所受的重力为mg ，近似等于物体所受的万有引力．关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是( C )A ．离地面高度R 处为mg 2B ．离地面高度R 处为mg3C ．离地面高度R 处为mg4 D ．以上说法都不对解析：当物体离地面高度为R 时，由mg ′＝GMm R ＋R2及mg ＝GMm R 2得重力加速度变为g 4，重力变成mg4，选项C 正确．5．某星球的质量约为地球质量的9倍，半径约为地球半径的一半，若从地球表面高h 处平抛一物体，射程为60 m ，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为( A )A ．10 mB ．15 mC ．90 mD ．360 m解析：由平抛运动公式可知，射程x ＝v 0t ＝v 02hg，即v 0、h 相同的条件下x ∝1g，又由g ＝GM R 2，可得g 星g 地＝M 星M 地(R 地R 星)2＝91×(21)2＝361，所以x 星x 地＝g 地g 星＝16，得x 星＝10 m ，选项A 正确．二、多项选择题6．假如地球自转角速度增大，关于物体的万有引力及物体重力，下列说法正确的是( ABC )A ．放在赤道地面上物体的万有引力不变B ．放在两极地面上物体的重力不变C ．放在赤道地面上物体的重力减小D ．放在两极地面上物体的重力增大解析：地球自转角速度增大，物体受到的万有引力不变，选项A 正确；在两极物体受到的万有引力等于其重力，则其重力不变，选项B 正确，选项D 错误；而对放在赤道上的物体，F ＝G ＋mω2R ，由于ω增大，则G 减小，选项C 正确．7．纵观月球探测的历程，人类对月球探索可分为三大步——“探、登、驻”．我们可以假想人类不断向月球“移民”，经过较长时间后，月球和地球仍可视为均匀球体，地球的总质量仍大于月球的总质量，月球仍按原轨道运行，以下说法正确的是( BC )A ．月地之间的万有引力将不变B ．月球绕地球运动的周期将变大C ．月球绕地球运动的向心加速度将变小D ．月球表面的重力加速度将不变解析：设移民质量为Δm ，未移民时的万有引力F 引＝G Mmr2与移民后的万有引力F ′引＝GM －Δmm ＋Δm r 2比较可知，由于M 比m 大，所以F ′引>F 引；由于地球的质量变小，由F ′引＝GM －Δmm ＋Δmr2＝(m ＋Δm )r (2πT)2＝(m ＋Δm )a 可知，月球绕地球运动的周期将变大，月球绕地球运动的向心加速度将变小；由月球对其表面物体的万有引力等于其重力可知，由于月球质量变大，因而月球表面的重力加速度将变大．8．如图所示，三颗质量均为m 的地球同步卫星等间隔分布在半径为r 的圆轨道上，设地球质量为M ，半径为R .下列说法正确的是( BC )A ．地球对一颗卫星的引力大小为GMmr －R2B ．一颗卫星对地球的引力大小为GMm r 2C ．两颗卫星之间的引力大小为Gm 23r2D ．三颗卫星对地球引力的合力大小为3GMmr2解析：由万有引力定律知A 项错误，B 项正确；因三颗卫星连线构成等边三角形，圆轨道半径为r ，由数学知识易知任意两颗卫星间距d ＝2r cos30°＝3r ，由万有引力定律知C 项正确；因三颗卫星对地球的引力大小相等且互成120°，故三颗卫星对地球引力的合力为0，则D 项错误．三、非选择题9．最近几十年，人们对探测火星十分感兴趣，先后曾发射过许多探测器．称为“火星探路者”的火星探测器曾于1997年登上火星，2004年，又有“勇气”号和“机遇”号探测器登上火星，已知地球质量约是火星质量的9.3倍，地球直径约是火星直径的1.9倍，探测器在地球表面和火星表面所受引力的比值是多少？解析：F 地＝GM 地·m R 2地， F 火＝G M 火·mR 2火，所以F 地/F 火＝M 地M 火(R 火R 地)2＝9.3×13.61≈2.6. 答案：2.610．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的力为90 N 时，卫星距地球表面有多远？(地球半径R 地＝6.4×103km ，g 表示重力加速度，g 取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，设卫星离地面的距离为h ，这时受到地球的万有引力为F ＝GMm R 地＋h2.在地球表面GMmR 2地＝mg .① 在上升至离地面h 时，F N －GMm R 地＋h2＝ma .②由①②式得R 地＋h2R 2地＝mgF N －ma，则h ＝(mgF N －ma－1)R 地③ 将m ＝16 kg ，F N ＝90 N ，a ＝12g ＝5 m/s 2，R 地＝6.4×103 km ，g ＝10 m/s 2代入③式得h＝1.92×104km.答案：1.92×104km11．宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球．经过时间t ，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L .若抛出时的初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为3L .已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R ，万有引力常数为G .求该星球的质量M .解析：物体以初速度v 平抛出去时，x ＝vt ，①y ＝12gt 2，②根据题意L 2＝x 2＋y 2，③ 由①、②代入③式可得：L 2－(12gt 2)2＝(vt )2，④物体以初速度2v 平抛出去时，x ′＝2vt ，⑤y ′＝12gt 2，⑥根据题意3L 2＝x ′2＋y ′2，⑦由⑤、⑥代入⑦式可得：3L 2－⎝ ⎛⎭⎪⎫12gt 22＝(2vt )2，⑧由④、⑧相比：L 2－⎝ ⎛⎭⎪⎫12gt 223L 2－⎝ ⎛⎭⎪⎫12gt 22＝14，解得g ＝23L 3t 2.⑨又由万有引力定律，星球表面的重力加速度g ＝GM R2，⑩ 联立⑨、⑩解得 M ＝23LR23t 2G . 答案：M ＝23LR23t 2G。

(教材全解)高中物理第6章第3节万有引力定律课时练案新人教版必修2

（教材全解）2013-2014学年高中物理第6章第3节万有引力定律课时练案新人教版必修2一、月—地检验1.下面关于行星对太阳的引力的说法中正确的是（）A.行星对太阳的引力和太阳对行星的引力是同一性质的力B.行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关C.太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星距太阳的距离成反比2.月球表面的重力加速度为地球表面上重力加速度的，一个质量为600 kg的飞行器到达月球后（）A.在月球上的质量仍为600 kgB.在月球表面上的重力为980 NC.在月球表面上的重力小于980 ND.在月球上的质量将小于600 kg二、万有引力定律3.下列关于万有引力定律的说法正确的是（）A.万有引力定律仅对质量较大的天体适用，对质量较小的一般物体不适用B.开普勒等科学家对天体运动规律的研究为万有引力定律的发现作了准备C.太阳对所有围绕它运动的行星的万有引力都是一样大的D.两物体间相互吸引的一对万有引力是一对平衡力4.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与两极处受的引力大小相等，但物体在赤道处的重力小于在两极处的重力B.物体在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一定是重力5.一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它在地球上所受的万有引力大小的（）A. B. C.2.0倍D.4.0倍6.假如地球自转角速度增大，关于物体所受的重力，下列说法正确的是（）A.赤道地面上的物体所受的万有引力不变B.两极地面上的物体的重力不变C.赤道地面上物体的重力减小D.两极地面上物体的重力增加7.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，一个在地球表面重力为600 N的人在这个行星表面的重力将变为960 N。

高一物理6.3_万有引力定律_习题、答案

高一物理6-2-1 第六章第六章第3节万有引力定律万有引力定律习题习题1.下列关于万有引力定律的说法中正确的是：（） A ．万有引力定律是牛顿发现的万有引力定律是牛顿发现的B ． F =Gm 1m 2 /r2中的G 是一个比例常数，它和动摩擦因数一样是没有单位的是一个比例常数，它和动摩擦因数一样是没有单位的 C ．万有引力定律公式只是严格适用于两个质点之间有引力定律公式只是严格适用于两个质点之间D ．由公式可知，当r →0时，F →∞→∞ 2．如图6—1所示，两球质量分布均匀，分别为m 1、m 2，则两球间万有引力的大小为：（）A ．Gm 1m 2 /r 2B ．Gm 1m 2 /r ２１C ．Gm 1m 2 /（r 1+r 2）2 D ．Gm 1m 2 /（r+r 1+r 2）23．两星球质量比为p ，半径比为q ，那么在它们表面重力加速度之比为：（）A ．p/q 2B ．pq 2C ．p/q D ．Pq 4．地球的质量是月球的81倍，地球与月球之间的距离为S ，一飞行器运动到地球与月球连线的某位置时，地球对它吸引力大小是月球对它吸引力大小的4倍，则此飞行器离地心的距离是：（）A ．3S /4 B ．4S /9 C ．9S /11 D ．16S /81 5．由于地球上的物体都随地球自转，则下列说法错误的是：．由于地球上的物体都随地球自转，则下列说法错误的是：A ．地球上物体都具有自转的向心加速度地球上物体都具有自转的向心加速度B ．同一纬度，高处物体自转的向心加速度大一纬度，高处物体自转的向心加速度大C ．赤道地区物体自转向心加速度比两极大道地区物体自转向心加速度比两极大D ．地球对地球上物体的万有引力数值上等于物体随地球自转的向心力地球对地球上物体的万有引力数值上等于物体随地球自转的向心力6．已知地球半径约为6400公里，试估算在6400公里高空的重力加速度为公里高空的重力加速度为m/s 27．用M 表示地球的质量，R 表示地球的半径，r 月地表示月球到地球的距离。

人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天第3节万有引力定律同步达标训练(word 含答案)

人教版必修二第六章万有引力与航天第3节万有引力定律同步达标训练▲不定项选择题1．第一个比较精确测量出万有引力恒量的科学家是（） A ．哥白尼B ．开普勒C ．牛顿D ．卡文迪许2．下列说法正确的是（）A ．在牛顿万有引力定律的指导下，开普勒发现了开普勒三大定律B ．太阳系中，所有行星的椭圆轨道都有一个共同的焦点C ．在不同星球上，万有引力常量G 的数值不一样D ．牛顿用实验的方法测定了引力常量的值，被称为“测出地球质量的人” 3．下列关于万有引力定律的说法中，正确的是( )①万有引力定律是卡文迪许在实验室中发现的②对于相距很远、可以看成质点的两个物体，万有引力定律2MmF G r=中的r 是两质点间的距离 ③对于质量分布均匀的球体，公式中的r 是两球心间的距离④质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力．A ．①③B ．②④C ．②③D ．①④4．某实心均匀球半径为R ，质量为M ，在球壳外离球面h 高处有一质量为m 的质点，则它们之间万有引力的大小为 A ．2m GrB ．2()MmGR h +C ．2MmGhD ．22MmGR h+ 5．要使两物体间万有引力减小到原来的14，不可采取的方法是 A ．使两物体的质量各减少12，距离保持不变 B ．使两物体间距离变为原来的2倍，质量不变C ．使其中一个物体质量减为原来的14，距离不变 D ．使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的146．今年4月20日,为天宫二号空间实验室输送补给物资的中国首艘货运飞船发射成功．在飞船发射过程中, 随着飞船离地面高度的增加, 地球对飞船中补给物资的万有引力大小的变化情况是( )A ．变大B ．变小C ．不变D ．无法确定7．如图所示，某行星绕太阳运行的轨道为椭圆，该行星在近日点A 受到太阳对它的万有引力为A F ，在远日点B 受到太阳对它的万有引力为B F 。

A F 和B F 则大小关系为（）A ．A F ﹤B F B ．A F =B FC ．A F ﹥B FD ．无法确定8．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 做圆周运动的线速度大小相等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 9．万有引力的数学表达式为122m m F Gr=，下列说法正确的是( ) A ．表达式中G 是一个没有单位的常量B ．当两物体之间的距离趋近于零时，万有引力趋于无穷大C ．两物体之间的万有引力大小与它们的质量、距离及运动状态都有关D ．两物体间的引力大小总是大小相等方向相反，与两物体质量是否相等无关10．如图所示，赤道上空的卫星A 距地面高度为R ，质量为m 的物体B 静止在地球表面的赤道上，卫星A 绕行方向与地球自转方向相同。

人教版高一第六章万有引力与航天课时2、3太阳与行星间的引力万有引力定律天天练

人教版高一第六章万有引力与航天课时2、3太阳与行星间的引力万有引力定律天天练一、单选题1. 牛顿发现万有引力定律的思维过程是下列的（）A．理想实验——理论推导——实验检验B．假想——理论推导——实验检验C．假想——理论推导——规律形成D．实验事实——假想——理论推导2. 2018年8月13日，英仙座流星雨达到极大值。

下列有关流星体的说法正确的是（）A．流星体对地球的吸引力小于地球对流星体的吸引力，所以流星体落向地球B．流星体进入大气层后，速度越来越大，加速度越来越大C．流星体对地球的引力和地球对流星体的引力大小相等，但流星体的质量小，加速度大，所以改变运动状态落向地球D．流星体是在受到太阳的斥力作用下落向地球的3. 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小到原来的一半，则h为（）．A．R B．2R C ．R D ．（－1）R4. 如图所示,两个半径分别为r1=0.60m、r2=0.40m,质量分别为m1=4.0kg、m2=1.0kg的质量分布均匀的实心球,两球间距离为r0=2.0m,则两球间万有引力的大小为( )A．6.67×10-11N B．小于6.67×10-11NC．大于6.67×10-11N D．不能确定5. 同步卫星距离地面的高度约为地球半径的6倍，那么，某卫星在同步轨道上运行时受到的引力是它在地面上受到的引力的n倍，关于n的值下列正确的是（）A．7倍B．倍C．倍D．49倍6. 有两个大小一样、同种材料制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F D．无法比较7. 如图所示，发射远程轨道导弹，弹头脱离运载火箭后，在地球引力作用下，沿椭圆轨道飞行，击中地面目标B．C为椭圆的远地点，距地面高度为h．已知地球半径为R，地球质量为M，引力常量为G．关于弹头在C点的速度v和加速度a，正确的是A．B．C．二、多选题D ．8. 若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2：，已知该行星质量约为地球的 7 倍，地球的半径为R 。

高中物理第六章第3节万有引力定律课时同步训练新人教版必修2

第3节万有引力定律一．选择题（共8个小题，每小题4分，其32分，在每小题所给的答案中有一项或几项是正确的，选对但不全得2分）1．万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。

以下说法正确的是A. 物体的重力不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行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是由于没有受到万有引力的作用2．某行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为T，万有引力常量为G，则由此可求出A. 该行星的质量B. 太阳的质量C. 该行星的密度D. 太阳的密度3．一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行。

认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量A.飞船的轨道半径B.飞船的运行速度C.飞船的运行周期D.行星的质量4．地球与物体间的万有引力可以认为在数值上等于物体的重力，那么6400km高空物体的重力与它在地面上的重力之比是（）A 2：1B 1：2C 1：4D 1：15．引力常量为G，地球质量为M，地球可看作球体，半径为R，忽略地球的自转，则地球表面的重力加速度为（）A g=GM/RB g=GRC g=GM/R2D 缺少条件，无法计算6．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7．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，若用上述材料制成的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FB 小于FC 大于FD 无法比较8．一星球密度和地球密度相同，它的表面重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，则该星球质量是地球质量的多少倍（忽略地球、星球的自转）（）A 2倍B 4倍C 8倍D 16倍二．填空题（共3个小题，每小题5分，共15分，把最简结论填到横线上）9．某物体在地球表面上受到的地球对它引力大小为800N，为使此物体受到的引力减至50N，物体距地面的高度应为 R（R为地球的半径）。

高中物理第六章万有引力与航天第3节万有引力定律课时作业(含解析)新人教版必修2(new)

第六章第三节万有引力定律基础夯实一、选择题（1~3题为单选题，4～6题为多选题）1．(湖南省娄底市2016～2017学年高一下学期期中)下列说法符合史实的是错误! ( C ）A．牛顿发现了行星的运动规律B．胡克发现了万有引力定律C．卡文迪许测出了引力常量G，被称为“称量地球重量的人"D．伽利略用“月—地检验"证实了万有引力定律的正确性解析：根据物理学史可判选项C正确。

2．如图是力学中的三个实验装置,这三个实验共同的物理思想方法是错误!( B )A．极限的思想方法B．放大的思想方法C．控制变量的思想方法D．猜想的思想方法解析：桌面受力发生的微小形变借助于光的反射来放大；玻璃瓶受力发生的微小形变借助于液体体积变化来放大;测定引力常量时，引力大小借助于光的反射来放大，因此三个实验均体现出放大的思想方法,B项正确.3．（河北冀州中学2015~2016学年高一下学期检测)宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。

若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为错误!( B )A．0 B．错误!C．错误!D．错误!解析:飞船在距地面高度为h处，由万有引力定律得：错误!＝mg′解得：g′＝错误!,故选B。

4．关于引力常量G，下列说法中正确的是错误!（AC )A．G值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值B．引力常量G的大小与两物体质量的乘积成反比，与两物体间距离的平方成正比C．引力常量G在数值上等于两个质量都是1kg的可视为质点的物体相距1m时的相互吸引力D．引力常量G是不变的，其数值大小与单位制的选择无关解析:利用G值和万有引力定律不但能“称"出地球的质量,而且可测定远离地球的一些天体的质量、平均密度等，故A正确；引力常量G是一个普遍适用的常量，其物理意义是两个质量都是1kg的质点相距1m时的相互吸引力,它的大小与所选的单位有关，故B、D错误，C 正确.5．对于质量为m1和m2的两个物体间的万有引力F＝G错误!，下列说法正确的是错误!（AD ）A．当有第3个物体m3放入m1、m2之间时，m1和m2间的万有引力将保持不变B．当两物体间的距离r趋向零时，万有引力趋向无穷大C．星球与星球之间才有万有引力，人与人之间没有万有引力D．两个物体间的引力总是大小相等，方向相反，是一对作用力与反作用力解析：任何两个物体之间均存在万有引力，其大小只与物体的质量和间距有关，故A对C 错；当物体间距很小时，公式已不再适用，B错;物体间的相互吸引力是一对作用力与反作用力,D正确。

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【2019最新】高中物理第六章第三节万有引力定律同步训练新人教版必修2引力定律一．选择题1．下列关于万有引力定律的说法，正确的是（） A ．万有引力定律是卡文迪许发现的B ．万有引力定律适用于自然界中的任何两个物体之间C ．万有引力定律公式F=2or m M G中的G 是一个比例常数，是没有单位的 D ．万有引力定律公式表明当r 等于零时，万有引力为无穷大2．学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法，如图所示是高中阶段观察或操作过的几个实验，其中研究物理问题的思想方法相同的是（）A ．（1）（2）B ．（2）（4）C ．（3）（4）D ．（1）（4）3．万有引力常量G =6．67×10﹣11N•m 2/kg 2是由下述哪位物理学家测定的（） A ．卡文迪许 B ．牛顿 C ．胡克 D ．开普勒 4．下列说法中正确的是（）A ．能量耗散现象的存在，说明自然界中的有些过程，能量是不守恒的B ．丹麦天文学家第谷通过对行星运动的观测研究得出了行星运动的规律C ．牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量G 的数值D ．海王星是利用万有引力定律发现的一颗行星，被人们称为“笔尖下发现的行星” 5．万有引力常量适应于任何两个物体，引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的最早证据．引力常量G 不仅有大小，还有单位．下面哪个选项是用国际单位制中的基本单位来表示引力常量G 的单位的（）A ．N•m 2/kg 2B ．N•m/kg 2C ．m 3/（kg•s 2）D ．m 3•kg 2/s 26．关于物理学家及其发现说法正确的是（）A．牛顿通过观察天象以及深入研究第谷的数据提出了行星运动的三大定律B．开普勒发现了万有引力定律C．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，得出忽略空气阻力时，重物与轻物下落得同样快D．第一次精确测量出万有引力常量的物理学家是开普勒7．下列说法错误的是（）A．海王星是人们依据万有引力定律计算出其轨道而发现的B．牛顿发现万有引力定律时，给出了万有引力常量的值C．万有引力常量是卡文迪许通过实验测出的D．万有引力常量的测定，使人们可以测出天体的质量8．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列说法中正确的是（）A．开普勒通过对行星观测记录的研究发现了万有引力定律B．伽利略指出物体的运动需要力来维持C．牛顿测出了引力常量G的数值D．海王星是运用万有引力定律在“笔尖”上发现的行星9．下列说法正确的是（）A．牛顿提出万有引力定律，并利用扭秤实验，巧妙地测出来万有引力常量B．牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来验证C．单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位D．牛顿第一定律是牛顿第二定律在加速度等于零下的一个特例10．下述说法中正确的有（）A．一天24 h，太阳以地球为中心转动一周是公认的事实B．由开普勒定律可知，各行星都分别在以太阳为圆心的各圆周上做匀速圆周运动C．太阳系的八颗行星中，水星离太阳最近，由开普勒第三定律可知其运动周期最小D．月球也是行星，它绕太阳一周需一个月的时间11．以下说法正确的是（）A．丹麦天文学家第谷通过长期的天文观测，指出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，揭示了行星运动的有关规律B．牛顿用“太阳﹣地检验”验证了万有引力定律的正确性C．卡文迪许测出了引力常量G的数值，并进而“称量”出地球的质量D．万有引力定律和能量守恒定律一样都是自然界普遍适用的基本规律12．对于万有引力定律的数学表达式F=221 r mmG，下列说法正确的是（）A．公式中G为引力常量，是人为规定的B．r趋近零时，万有引力趋于无穷大C．m1，m2受到的万有引力总是大小相等，与m1，m2的大小无关D．m1，m2受到的万有引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力13．关于天体运动，下列说法正确的是（）A．天体的运动与地面上物体的运动所遵循的规律是不同的B．天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动C．太阳东升西落，所以太阳绕地球运动D．太阳系的所有行星都围绕太阳运动14．下列说法正确的是（）A．在太阳系中，所有行星运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心B．两个质量为1kg的质点相距1m时，万有引力为6．67NC．万有引力定律揭示了自然界有质量的物体间普遍存在着的一种相互吸引力D．伽利略用实验的方法证明了万有引力的存在15．卡文迪许利用扭秤实验测量的物理量是（）A．地球的半径 B．太阳的质量C．地球到太阳的距离 D．万有引力常数二．填空题16．发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别和．17．古人认为天体的运动是最完美和谐的运动，后来发现，所有行星绕太阳运动的轨道都是，太阳处在位置上．18．万有引力定律中引力常量：G = N m 2/kg 2，由第一次比较准确的测出．19．的发现和的“按时回归”的意义并不仅仅在于发现了新天体，更重要的是确立了万有引力定律的地位．20．恒星的寿命取决于恒星的，寿命越短说明恒星的．三．解答题21．请利用开普勒行星运动定律和牛顿第二、三定律，推导出引力的表达式． 22．一个质子由两个u 夸克和一个d 夸克组成．一个夸克的质量为7．0×10﹣30kg ，求两个夸克相距1．0×10﹣16m 时的万有引力．23．开普勒1609年一1619年发表了著名的开普勒行星运行三定律，其中第三定律的内容是：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等．万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一，它于1687年发表在牛顿的《自然哲学的数学原理》中．（1）请根据开普勒行星运动定律和牛顿运动定律等推导万有引力定律（设行星绕太阳的运动可视为匀速圆周运动）；（2）牛顿通过“月﹣地检验”进一步说明了万有引力定律的正确性，请简述一下如何进行“月﹣地检验”？24．卡文迪许把他自己的实验说成是“称地球的重量”（严格地说应是“测量地球的质量”）．如果已知引力常量G 、地球半径R 和地球表面重力加速度g ，计算地球的质量M 和地球的平均密度各是多少？25．假如地球自转速度达到赤道上的物体“飘”起（即完全失重），那么估算一下，地球上一天等于多少小时（单位用h 表示）？（地球半径取m 6104.6⨯，2/8.9s m g =，运算结果取两位有效数字）。

高一物理精品同步练习第六章第四节万有引力理论的成就尖子生选做题教师版(新人版必修2) 含答案

尖子生选做题教师版6。

4 万有引力理论的成就1．下列说法正确的是( ）A．海王星和冥王星是人们依据万有引力定律计算的轨道发现的B．天王星是人们依据万有引力定律计算的轨道发现的C．天王星的运行轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道，其原因是天王星受到轨道外面其他行星的引力作用D．以上说法都不对解析：选AC.海王星和冥王星都是人们先根据万有引力定律计算出轨道，然后又被天文工作者观察到的．天王星是人们通过望远镜观察发现的．在发现海王星的过程中,天王星的运行轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道引起了人们的思考，推测天王星外面存在其他行星．综上所述，选项A、C正确．2．若已知行星绕太阳公转的半径为r,公转周期为T，引力常量为G,则由此可求出( ）A．该行星的质量B．太阳的质量C．该行星的密度D．太阳的密度解析:选B.设行星的质量为m，太阳的质量为M，由错误!＝mr （错误!)2，得：M＝错误!,可求出太阳的质量，因为不知太阳的半径，故不能求出太阳的密度．3．一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度,仅仅需要（）A．测定飞船的运行周期B．测定飞船的环绕半径C．测定行星的体积D．测定飞船的运动速度解析:选A.取飞船为研究对象，由G错误!＝mR错误!及M＝错误!πR3ρ，解得ρ＝错误!，故A项正确．4．我国发射的“天宫一号”和“神州八号"在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350 km,“神州八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周,则（ )A ．“天宫一号”比“神州八号”速度大B ．“天宫一号”比“神州八号”周期长C ．“天宫一号"比“神州八号”角速度大D ．“天宫一号"比“神州八号”加速度大解析：选B.由题知“天宫一号”运行的轨道半径r 1大于“神舟八号”运行的轨道半径r 2,天体运行时万有引力提供向心力．根据G 错误!＝m 错误!，得v ＝错误!.因为r 1＞r 2,故“天宫一号”的运行速度较小，选项A 错误;根据G 错误!＝m 错误!2r 得T ＝2π 错误!，故“天宫一号”的运行周期较长，选项B 正确；根据G 错误!＝mω2r ，得ω＝错误!，故“天宫一号”的角速度较小,选项C 错误;根据G 错误!＝ma ,得a ＝错误!，故“天宫一号"的加速度较小，选项D 错误．5．冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统,质量比约为7∶1,同时绕它们连线上某点O 做匀速圆周运动．由此可知，冥王星绕O 点运动的（ )A ．轨道半径约为卡戎的错误!B ．角速度大小约为卡戎的错误!C ．线速度大小约为卡戎的7倍D ．向心力大小约为卡戎的7倍解析：选A 。