高中物理 第六章 萬有引力與航天 3 萬有引力定律課時作業(yè) 新人教版必修2

萬有引力定律時間：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題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物體之間解析：萬有引力定律既適用于天體間，也適用于一般物體間，是自然界中普遍存在的規(guī)律，選項(xiàng)D正確答案：D2關(guān)于萬有引力定律和引力常量的測定，下列說法正確的是()A萬有引力定律是由開普勒發(fā)現(xiàn)的，而引力常量是由伽利略測定的B萬有引力定律是由開普勒發(fā)現(xiàn)的，而引力常量是由卡文迪許測定的C萬有引力定律是由牛頓發(fā)現(xiàn)的，而引力常量是由胡克測定的D萬有引力定律是由牛頓發(fā)現(xiàn)的，而引力常量是由卡文迪許測定的解析：牛頓深入思考了月球受到的引力與地面物體受到的引力的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律而英國物理學(xué)家卡文迪許在實(shí)驗(yàn)室里通過幾個鉛球之間萬有引力的測量，得出了G的數(shù)值選項(xiàng)D正確答案：D3設(shè)想質(zhì)量為m的物體放到地球中心，地球質(zhì)量為M、半徑為R，則物體與地球間的萬有引力為()A零 B無窮大C. D無法確定解析：設(shè)想把物體放到地球中心，此時F已不適用，地球的各部分對物體的吸引力是對稱的，故物體與地球間的萬有引力是零，選項(xiàng)A正確答案：A4地球的半徑為R，地球表面處物體所受的重力為mg，近似等于物體所受的萬有引力關(guān)于物體在下列位置所受萬有引力大小的說法中，正確的是()A離地面高度R處為B離地面高度R處為C離地面高度R處為D以上說法都不對解析：當(dāng)物體離地面高度為R時，由mg及mg得重力加速度變?yōu)椋亓ψ兂?，選項(xiàng)C正確答案：C5某星球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的9倍，半徑約為地球半徑的一半，若從地球表面高h(yuǎn)處平拋一物體，射程為60 m，則在該星球上，從同樣高度以同樣的初速度平拋同一物體，射程應(yīng)為()A10 m B15 mC90 m D360 m解析：由平拋運(yùn)動公式可知，射程xv0tv0，即v0、h相同的條件下x，又由g，可得()2()2，所以，得x星10 m，選項(xiàng)A正確答案：A二、多項(xiàng)選擇題6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，則其重力不變，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)D錯誤；而對放在赤道上的物體，F(xiàn)Gm2R，由于增大，則G減小，選項(xiàng)C正確答案：ABC7縱觀月球探測的歷程，人類對月球探索可分為三大步“探、登、駐”我們可以假想人類不斷向月球“移民”，經(jīng)過較長時間后，月球和地球仍可視為均勻球體，地球的總質(zhì)量仍大于月球的總質(zhì)量，月球仍按原軌道運(yùn)行，以下說法正確的是()A月地之間的萬有引力將不變B月球繞地球運(yùn)動的周期將變大C月球繞地球運(yùn)動的向心加速度將變小D月球表面的重力加速度將不變解析：設(shè)移民質(zhì)量為m，未移民時的萬有引力F引G與移民后的萬有引力F引G比較可知，由于M比m大，所以F引>F引；由于地球的質(zhì)量變小，由F引G(mm)r()2(mm)a可知，月球繞地球運(yùn)動的周期將變大，月球繞地球運(yùn)動的向心加速度將變?。挥稍虑?qū)ζ浔砻嫖矬w的萬有引力等于其重力可知，由于月球質(zhì)量變大，因而月球表面的重力加速度將變大答案：BC8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B一顆衛(wèi)星對地球的引力大小為C兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為D三顆衛(wèi)星對地球引力的合力大小為解析：由萬有引力定律知A項(xiàng)錯誤，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)知識易知任意兩顆衛(wèi)星間距d2rcos30r，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)錯誤答案：BC三、非選擇題9最近幾十年，人們對探測火星十分感興趣，先后曾發(fā)射過許多探測器稱為“火星探路者”的火星探測器曾于1997年登上火星，2004年，又有“勇氣”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？解析：F地G，F(xiàn)火G，所以F地/F火()29.32.6.答案：2.610某物體在地面上受到的重力為160 N，將它放置在衛(wèi)星中，在衛(wèi)星以ag的加速度隨火箭向上加速升空的過程中，當(dāng)物體與衛(wèi)星中的支持物的相互擠壓的力為90 N時，衛(wèi)星距地球表面有多遠(yuǎn)？(地球半徑R地6.4103 km，g表示重力加速度，g取10 m/s2)解析：衛(wèi)星在升空過程中可以認(rèn)為是豎直向上做勻加速直線運(yùn)動，設(shè)衛(wèi)星離地面的距離為h，這時受到地球的萬有引力為FG.在地球表面Gmg.在上升至離地面h時，F(xiàn)NGma.由式得，則h(1)R地將m16 kg，F(xiàn)N90 N，ag5 m/s2，R地6.4103 km，g10 m/s2代入式得h1.92104 km.答案：1.92104 km11宇航員站在一星球表面上的某高處，沿水平方向拋出一個小球經(jīng)過時間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.解析：物體以初速度v平拋出去時，xvt，ygt2，根據(jù)題意L2x2y2，由、代入式可得：L2(gt2)2(vt)2，物體以初速度2v平拋出去時，x2vt，ygt2，根據(jù)題意3L2x2y2，由、代入式可得：3L22(2vt)2，由、相比：，解得g.又由萬有引力定律，星球表面的重力加速度g，聯(lián)立、解得M.答案：M