2019-2020年高中物理 6.2《太陽與行星間的引力》課時作業(yè) 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 6.2《太陽與行星間的引力》課時作業(yè) 新人教版必修2 基礎達標 1．在牛頓發(fā)現太陽與行星間引力的過程中，得出太陽對行星的引力表達式后推出行星對太陽的引力表達式，這是一個很關鍵的論證步驟，這一步驟采用的論證方法是(　　) A．研究對象的選取 B．理想化過程 C．類比方法 D．等效的思維方法 【解析】　太陽對行星的引力表達式F∝，被吸引的物體為行星，其質量為m.行星對太陽的引力和太陽對行星的引力是同性質的力，行星對太陽引力的表達式與太陽對行星引力的表達式應有相同的形式．如果被吸引的物體是太陽且質量為M，則行星對太陽引力的表達式應為F′∝，這一論證過程是類比論證過程． 【答案】　C 2．關于太陽與行星間的引力，下列說法中正確的是(　　) A．由于地球比木星離太陽近，所以太陽對地球的引力一定比對木星的引力大 B．行星繞太陽沿橢圓軌道運動時，在從近日點向遠日點運動時所受引力變小 C．由F＝G可知G＝，由此可見G與F和r2的乘積成正比，與M和m的乘積成反比 D．行星繞太陽的橢圓軌道可近似看做圓形軌道，其向心力來源于太陽對行星的引力 【解析】　由F＝，太陽對行星的引力大小，與m、r有關，對同一行星，r越大，F越小，B正確，對不同行星，r越小，F不一定越大，還要由行星質量決定，A錯誤，公式中G為比例系數，是一常量，與F、r、M、m均無關，C錯誤，通常的研究中，行星繞太陽的橢圓軌道近似看做圓形軌道，向心力由太陽對行星的引力提供，D正確． 【答案】　BD 3．關于太陽與行星間引力F＝的下列說法中正確的是(　　) A．公式中的G是比例系數，是人為規(guī)定的 B．這一規(guī)律是根據開普勒定律和牛頓第三定律推出的 C．太陽與行星間的引力是一對平衡力 D．檢驗這一規(guī)律是否適用于其他天體的方法是比較觀測結果與推理結果的吻合性 【解析】　公式F＝中G是比例系數，與太陽、行星均無關，由實驗測得，不是人為規(guī)定的，A錯誤．該公式由開普勒定律和牛頓第三定律推出，適用于任何兩個物體間，檢驗方法是比較觀測結果與推理結果的吻合性，B、D正確．太陽與行星間的引力是一對作用力與反作用力，C錯誤． 【答案】　BD 4．蘋果落向地球，而不是地球向上運動碰到蘋果，發(fā)生這個現象的原因是(　　) A．蘋果質量小，對地球的引力小，而地球質量大，對蘋果引力大造成的 B．地球對蘋果有引力，而蘋果對地球無引力造成的 C．蘋果與地球間的引力是大小相等的，由于地球質量極大，不可能產生明顯的加速度 D．以上說法都不對 【解析】　地球對蘋果的引力和蘋果對地球的引力是一對作用力和反作用力，總是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上，所以A、B錯誤．因為蘋果質量相對地球很小，運動狀態(tài)容易改變，落回了地球且產生明顯的加速度，地球質量大，不能產生明顯加速度，所以C正確． 【答案】　C 5．根據開普勒關于行星運動的規(guī)律和圓周運動知識知：太陽對行星的引力F∝，行星對太陽的引力F′∝，其中M、m、r分別為太陽、行星質量和太陽與行星間的距離，下列說法正確的是(　　) A．由F∝和F′∝知FF′＝mM B．F和F′大小相等，是作用力與反作用力 C．F和F′大小相等，是同一個力 D．太陽對行星的引力提供行星繞太陽做圓周運動的向心力 【解析】　F′和F大小相等、方向相反是作用力和反作用力，太陽對行星的引力是行星繞太陽做圓周運動的向心力，故正確答案為B、D. 【答案】　BD 6．在探究太陽與行星間的引力的思考中，屬于牛頓的猜想的是(　　) A．使行星沿圓軌道運動，需要一個指向圓心的向心力，這個力就是太陽對行星的吸引力 B．行星運動的半徑越大，其做圓周運動的運動周期越大 C．行星運動的軌道是一個橢圓 D．任何兩個物體之間都存在太陽和行星之間存在的這種類型的引力 【解析】　牛頓認為任何方式變速度都需要力(這種力存在于任何兩物體之間)，行星沿圓或橢圓運動，需要指向圓心或橢圓焦點的力，這個力是太陽對它的引力．D選項不屬于探究太陽與行星引力的猜想． 【答案】　A 7．隕石落向地球(如圖)是因為(　　) A．隕石對地球的引力遠小于地球對隕石的引力，所以隕石才落向地球 B．隕石對地球的引力和地球對隕石的引力大小相等，但隕石的質量小，加速度大，所以隕石改變運動方向落向地球 C．太陽不再吸引隕石，所以隕石落向地球 D．隕石是受到其他星球斥力作用落向地球的 【解析】　兩個物體間的引力是一對作用力與反作用力，它們的大小相等，且在任何情況下都存在，故選項A、C、D不正確．隕石落向地球是由于隕石的質量和地球相比小得多，故運動狀態(tài)容易改變且加速度大，選項B正確． 【答案】　B 8．已知太陽的質量M＝2.01030 kg，地球的質量m＝6.01024 kg，太陽與地球相距r＝1.51011 m，(比例系數G＝6.6710－11 Nm2/kg2)求： (1)太陽對地球的引力； (2)地球對太陽的引力． 【答案】　(1)3.561022 N　(2)3.561022 N 能力提升 1．把行星運動近似看成勻速圓周運動以后，開普勒第三定律可寫為T2＝，則可推得(　　) A．行星受太陽的引力為F＝k B．行星受太陽的引力都相同 C．行星受太陽的引力為F＝ D．質量越大的行星受太陽的引力一定越大 【解析】　太陽對行星的引力提供行星繞太陽做圓周運動的向心力，則F＝m，又v＝，結合T2＝，可得F＝，故C正確． 【答案】　C 2．人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，衛(wèi)星所受地球的引力F與軌道半徑r的關系是(　　) A．F與r成正比 B．F與r成反比 C．F與r2成正比 D．F與r2成反比 【解析】　由F＝G知，F與r2成反比，故只有D正確． 【答案】　D 3．2009年2月11日，俄羅斯的“宇宙2251”衛(wèi)星和美國的“銥33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805 km處發(fā)生碰撞．這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件．碰撞過程中產生的大量碎片可能會影響太空環(huán)境．假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運動的軌道都是圓，甲的運行速率比乙的大，則下列說法中正確的是(　　) A．甲的運行周期一定比乙的長 B．甲距地面的高度一定比乙的高 C．甲的向心力一定比乙的小 D．甲的加速度一定比乙的大 【解析】　根據＝m，可得v＝ ，甲的速率大，甲碎片的軌道半徑小，故B錯；根據＝mr2，可得T＝2π ，甲碎片的軌道半徑小，可知甲的周期小，故A錯；由于兩碎片的質量未知，無法判斷向心力的大小，故C錯；根據＝ma，可得＝a，甲碎片的軌道半徑小，可知甲的加速度比乙大，故D對． 【答案】　D 4．一物體靜置在平均密度為ρ的球形天體表面的赤道上．已知萬有引力常量G，若由于天體自轉使物體對天體表面的壓力恰好為零，則天體自轉周期為(　　) A. B. C. D. 【解析】　由萬有引力提供向心力得：G＝mr2 而M＝ρπR3，r＝R，解得T＝，故正確答案為D. 【答案】　D 5．一探月衛(wèi)星在地月轉移軌道上運行，某一時刻正好處于地心和月心的連線上，衛(wèi)星在此處所受地球引力與月球引力之比為4：1.已知地球與月球的質量之比約為81：1，則該處到地心與到月心的距離之比約為________． 【解析】　設地球質量為M，月球質量為m，探月衛(wèi)星的質量為m′.某一時刻探月衛(wèi)星處于地心和月心的連線上，衛(wèi)星距離地心的距離為R，距離月心的距離為r.太陽與行星間的引力公式F＝G同樣適用于該處，所以有：地球對探月衛(wèi)星的引力F地＝G，月球對探月衛(wèi)星的引力F月＝G.由題意知＝，＝，聯立以上各式，容易解得＝. 【答案】　9：2 6. 火星和地球繞太陽的運動可以近似看做為同一平面內同方向的勻速圓周運動，已知火星的軌道半徑r火＝1.51011 m，地球的軌道半徑r地＝1.01011 m，從如圖所示的火星與地球相距最近的時刻開始計時，估算火星再次與地球相距最近需多少地球年？(保留兩位有效數字) 【解析】　設行星質量為m，太陽質量為M，行星與太陽的距離為r， 有：G＝mr，故T2＝r3 地球的周期T地＝1年，2＝3 火星的周期T火＝ T地 ＝ 1年＝1.8年 設經時間t兩星又一次距離最近，根據θ＝ωt 則兩星轉過的角度之差θ地－θ火＝t＝2π t＝＝＝年＝2.3年． 【答案】　2.3年