高中物理必修二課時作業(yè)(九)

1、課時作業(yè)(九)萬有引力定律A組：基礎(chǔ)落實(shí)練1重力是由萬有引力產(chǎn)生的，以下說法中正確的是()A同一物體在地球上任何地方其重力都一樣B物體從地球表面移到高空中，其重力變大C同一物體在赤道上的重力比在兩極處小些D繞地球做圓周運(yùn)動的飛船中的物體處于失重狀態(tài)，不受地球的引力解析：由于地球自轉(zhuǎn)同一物體在不同緯度受到的重力不同，在赤道最小，兩極最大，C正確答案：C22019天津六校聯(lián)考下列說法中符合物理史實(shí)的是()A伽利略發(fā)現(xiàn)了行星的運(yùn)動規(guī)律，開普勒發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律B哥白尼創(chuàng)立了“地心說”，“地心說”是錯誤的，“日心說”是正確的，太陽是宇宙的中心C牛頓首次在實(shí)驗(yàn)室里較準(zhǔn)確地測出了引力常量D牛頓將行星與太陽

2、、地球與月球、地球與地面物體之間的引力規(guī)律推廣到宇宙中的一切物體，得出了萬有引力定律解析：開普勒在第谷觀測的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)得出了行星的運(yùn)動規(guī)律，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，故A錯誤；托勒密創(chuàng)立了“地心說”，哥白尼創(chuàng)立了“日心說”，二者都是錯誤的，且太陽不是宇宙的中心，故B錯誤；卡文迪什首次在實(shí)驗(yàn)室里較準(zhǔn)確地測出了引力常量，故C錯誤；牛頓將行星與太陽、地球與月球、地球與地面物體之間的引力規(guī)律推廣到宇宙中的一切物體，得出了萬有引力定律，故D正確答案：D3在牛頓發(fā)現(xiàn)太陽與行星間的引力過程中，得出太陽對行星的引力表達(dá)式后推出行星對太陽的引力表達(dá)式，是一個很關(guān)鍵的論證步驟，這一步驟采用的論證方法是()A

3、研究對象的選取B理想化過程C控制變量法 D等效法解析：對于太陽與行星之間的相互作用力，太陽和行星的地位完全相同，既然太陽對行星的引力符合關(guān)系式Feq f(m星,r2)，依據(jù)等效法，行星對太陽的引力也符合關(guān)系式Feq f(m日,r2)，故D項(xiàng)正確答案：D4(多選)下列說法正確的是()A在探究太陽對行星的引力規(guī)律時，我們引用了公式Fmeq f(v2,r)，這個關(guān)系式實(shí)際上是牛頓第二定律，是可以在實(shí)驗(yàn)室中得到驗(yàn)證的B在探究太陽對行星的引力規(guī)律時，我們引用了公式veq f(2r,T)，這個關(guān)系式實(shí)際上是勻速圓周運(yùn)動的一個公式，它是由線速度的定義式得來的C在探究太陽對行星的引力規(guī)律時，我們引用了公式eq

4、 f(r3,T2)k，這個關(guān)系式是開普勒第三定律，是可以在實(shí)驗(yàn)室中得到驗(yàn)證的D在探究太陽對行星的引力規(guī)律時，使用以上三個公式，都是可以在實(shí)驗(yàn)室中得到驗(yàn)證的解析：Fmeq f(v2,r)中，所有參數(shù)都是可以直接測量的量，因此可以在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，A正確；veq f(2r,T)是根據(jù)勻速圓周運(yùn)動線速度定義得到的，B正確；eq f(r3,T2)k是開普勒第三定律，它是在觀察總結(jié)天文學(xué)家第谷長期的觀測記錄結(jié)果得到的一個結(jié)論，無法在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，C錯誤；由C的分析知，D錯誤，故本題選AB.答案：AB52019廣州檢測火箭在高空某處所受的引力為它在地面某處所受引力的一半，則火箭離地面的高度與地球半徑之比為()A

5、(eq r(2)1):1 B(eq r(2)1):1C.eq r(2):1 D1:eq r(2)解析：設(shè)地球半徑為R，火箭的高度為h，由萬有引力定律得在地面上所受的引力F1Geq f(Mm,R2)，在高處所受的引力F2Geq f(Mm,Rh2)，F(xiàn)2eq f(1,2)F1，即eq f(R2,Rh2)eq f(1,2)，所以h(eq r(2)1)R.故選項(xiàng)B正確答案：B6兩個行星的質(zhì)量分別為m1和m2，繞太陽運(yùn)行的軌道半徑分別是r1和r2.若它們只受太陽的引力作用，那么這兩個行星的向心加速度的比值為()A1 B.eq f(m1r1,m2r2)C.eq f(m1r2,m2r1) D.eq blc(

6、rc)(avs4alco1(f(r2,r1)2解析：設(shè)兩個質(zhì)量分別為m1、m2的行星的向心力分別是F1、F2，太陽的質(zhì)量為M，由太陽與行星之間的作用規(guī)律可得F1Geq f(Mm1,roal(2,1)，F(xiàn)2Geq f(Mm2,roal(2,2)，而a1eq f(F1,m1)，a2eq f(F2,m2)，故eq f(a1,a2)eq blc(rc)(avs4alco1(f(r2,r1)2.答案：D72019廈門檢測(多選)如圖所示，P、Q為質(zhì)量均為m的兩個質(zhì)點(diǎn)，分別置于地球表面上的不同緯度上，如果把地球看成一個均勻球體，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動，則下列說法正確的是()AP、Q受地球引力

7、大小相等BP、Q做圓周運(yùn)動的向心力大小相等CP、Q做圓周運(yùn)動的角速度大小相等DP受地球引力大于Q所受地球引力解析：計(jì)算均勻球體與質(zhì)點(diǎn)間的萬有引力時，r為球心到質(zhì)點(diǎn)的距離，因?yàn)镻、Q到地球球心的距離相同，根據(jù)FGeq f(Mm,r2)，P、Q受地球引力大小相等P、Q隨地球自轉(zhuǎn)，角速度相同，但軌道半徑不同，根據(jù)Fnmr2，P、Q做圓周運(yùn)動的向心力大小不同綜上所述，選項(xiàng)A、C正確答案：AC8(多選)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,rR2)B一顆衛(wèi)星對地球的引力大小為eq

8、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)解析：地球與衛(wèi)星之間的距離應(yīng)為地心與衛(wèi)星之間的距離，選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確；兩顆相鄰衛(wèi)星與地球球心的連線成120角，間距為eq r(3)r，代入數(shù)據(jù)得，兩顆衛(wèi)星之間引力大小為eq f(Gm2,3r2)，選項(xiàng)C正確；三顆衛(wèi)星對地球引力的合力為零，選項(xiàng)D錯誤答案：BC9(多選)月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的eq f(1,6)，一個質(zhì)量為600 kg的飛行器到達(dá)月球后()A在月球上的質(zhì)量仍為600 kgB在月球表面上的重力為980 NC在月球表面上方的高空中重力

9、小于980 ND在月球上的質(zhì)量將小于600 kg解析：物體的質(zhì)量與物體所處的位置及運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，故A對、D錯；由題意可知，物體在月球表面上受到的重力為地球表面上重力的eq f(1,6)，即Feq f(1,6)mgeq f(1,6)6009.8 N980 N，故B對；在星球表面，物體的重力可近似認(rèn)為等于物體所受的萬有引力，由FGeq f(m1m2,r2)知，r增大時，引力F減小故C對答案：ABC10新題型情境：在不久的將來，人類乘坐飛船去月球旅行或許會成為一種時尚，一個體重(連同裝備)為200 kg的旅行者，在航行到離地球表面等于地球半徑高度處問題：若已知地球表面的重力加速度為10 m/s2，月

10、球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的eq f(1,81)，月球的半徑約為地球半徑的eq f(1,4)，求：(1)此時旅行者所受的地球引力是多少？(2)旅行者登上月球后所受的月球引力是多少？解析：(1)設(shè)地球的質(zhì)量為M，半徑為R，人在地面所受引力：F1Geq f(Mm,R2)mg20010 N2 000 N人在離地球表面等于地球半徑高度處所受引力：F2Geq f(Mm,RR2)Geq f(Mm,4R2)eq f(1,4)mg500 N(2)人在月球表面所受引力：F3Geq f(M月m,Roal(2,月)Geq f(f(1,81)Mm,f(1,4)R2)eq f(16,81)Geq f(Mm,R2)eq f(1

11、6,81)mg395 N.答案：(1)500 N(2)395 NB組：能力提升練11(多選)據(jù)報道，美國發(fā)射的“月球勘測軌道器”(LRO)每天在50 km的高度穿越月球兩極上空10次若以T表示LRO在離月球表面高度h處的軌道上做勻速圓周運(yùn)動的周期，以R表示月球的半徑，則()ALRO運(yùn)行時的向心加速度為eq f(42R,T2)BLRO運(yùn)行時的向心加速度為eq f(42Rh,T2)C月球表面的重力加速度為eq f(42R,T2)D月球表面的重力加速度為eq f(42Rh3,T2R2)解析：向心加速度areq blc(rc)(avs4alco1(f(2,T)2，其中r為勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑，所以L

12、RO運(yùn)行時的向心加速度為eq f(42Rh,T2)，故A錯誤、B正確根據(jù)萬有引力提供向心力得Geq f(Mm,Rh2)m(Rh)eq f(42,T2)，根據(jù)萬有引力等于重力得Geq f(Mm,R2)mg，解得月球表面的重力加速度geq f(42Rh3,T2R2)，故C錯誤、D正確答案：BD12若在某行星和地球上相對于各自的水平地面附近相同的高度處、以相同的速率平拋一物體，它們在水平方向運(yùn)動的距離之比為2eq r(7).已知該行星質(zhì)量約為地球的7倍，地球的半徑為R.由此可知，該行星的半徑約為()A.eq f(1,2)R B.eq f(7,2)RC2R D.eq f(r(7),2)R解析：設(shè)物體做

13、平拋運(yùn)動的高度為h，初速度為v0，在行星和地球上的重力加速度分別為g和g.由平拋運(yùn)動規(guī)律知：豎直方向heq f(1,2)gt2，水平方向xv0t，由天體表面附近物體受到的萬有引力近似等于物體的重力得Geq f(Mm,R2)mg.由以上三式得Req f(x,v0) eq r(f(GM,2h).設(shè)行星的半徑為R，則eq f(R,R)eq f(x行r(M行),x地r(M地)eq f(2,r(7)eq f(r(7),1)2，即R2R，選項(xiàng)C正確答案：C13一物體在地球表面重16 N，它在以5 m/s2的加速度加速上升的火箭中的視重(即物體對火箭豎直向下的壓力)為9 N，則此火箭離地球表面的距離為地球半

14、徑的(地球表面重力加速度取10 m/s2)()A2倍 B3倍C4倍 D0.5倍解析：設(shè)此時火箭離地球表面高度為h.由牛頓第二定律得FNmgma，在地球表面處mgGeq f(Mm,R2)，由可得g0.625 m/s2.又因h處mgGeq f(Mm,Rh2)，由得eq f(g,g)eq f(R2,Rh2).代入數(shù)據(jù)，得h3R，故選B.答案：B14.已知均勻球體對其他物體的萬有引力等效于將其全部質(zhì)量集中于球心時對其他物體的萬有引力，如圖所示，有一半徑為R的均勻球體，球心為O1，質(zhì)量為8M，今自其內(nèi)挖去一個半徑為eq f(R,2)的小球，形成球形空腔的球心為O2，將小球移出至圖示位置與大球相切，小球球心為O3，圖中O1、O2、切點(diǎn)和O3四點(diǎn)共線，求此時小球與大球剩余部分之間的萬有引力解析：小球質(zhì)量為meq f(V小,V大)8Meq f(f(4,3)blc