高中物理人教版第六章萬有引力與航天萬有引力定律 課時訓練10萬有引力定律

課時訓練10萬有引力定律題組一對萬有引力定律的理解1.關于萬有引力定律和引力常量的發(fā)現,下面說法中正確的是()A.萬有引力定律是由開普勒發(fā)現的,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)現的,而引力常量是由卡文迪許測定的解析:根據物理學史可知,牛頓發(fā)現了萬有引力定律,卡文迪許測定了引力常量,故D正確。答案:D2.下列力中,屬于萬有引力的是()A.月亮與地球之間的吸引力B.起重機鋼繩吊起重物的力C.兩個帶異種電荷的帶電體之間的吸引力D.兩個異名磁極之間的吸引力解析:起重機鋼繩吊起重物的力屬于彈力;電荷之間的作用力和磁極之間的作用力屬于電磁力;月亮與地球之間的吸引力屬于萬有引力。A項正確。答案:A3.關于萬有引力的說法,正確的是()A.萬有引力只是宇宙中各天體之間的作用力B.萬有引力是宇宙中具有質量的物體間普遍存在的相互作用力C.地球上的物體以及地球附近的物體除受到地球對它們的萬有引力外還受到重力作用D.太陽對地球的萬有引力大于地球對太陽的萬有引力解析:萬有引力存在于任何兩個有質量的物體之間,且遵循牛頓第三定律,故A、D錯誤,B正確;重力是萬有引力的一個分力,C錯誤。答案:B4.重力是由萬有引力產生的,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.繞地球做圓周運動的飛船中的物體處于失重狀態(tài),不受地球的引力解析:重力是萬有引力的分力,只有在地球的兩極重力才與萬有引力相等,其他地方重力都小于萬有引力,同一物體在地球上的不同地方其重力并不相等,A錯,C對;由mg≈F=G可知,把物體從地球表面移到高空中,其重力將變小,B錯;繞地球做圓周運動的飛船中的物體仍受地球的引力作用,D錯。答案:C題組二萬有引力定律的簡單應用5.如圖所示,兩球的半徑小于R,兩球質量均勻分布,質量為m1、m2,則兩球間的萬有引力大小為 () 解析:由萬有引力定律公式中“r”的含義應為兩球球心之間的距離得,其距離為R1+R2+R,故兩球之間的萬有引力為G。答案:D6.火星的質量和半徑分別約為地球的,地球表面的加速度為g0,則火星表面的重力加速度約為() 解析:由星球表面的物體所受的重力近似等于萬有引力知:在火星表面m1g=在地球表面m2g0=聯立兩式可得≈,即g=,B項正確。答案:B7.假設地球是一半徑為R,質量分布均勻的球體。一礦井深度為d。已知質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為0。礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為() +C. D.解析:在地球表面mg=Gm,又M=πR3ρ,所以g=GπGρR,因為球殼對球內物體的引力為零,所以在深為d的礦井內mg'=Gm,得g'=GπGρ(R-d),所以=1-。答案:A8.兩艘輪船,質量都是×104t,相距10km,它們之間的引力是多大?這個力與輪船所受重力的比值是多少?解析:輪船之間的引力F=G=×10-11×N=×10-5N輪船的重力G=mg=×107×10N=×108N兩輪船間的引力與輪船重力的比值為=×10-13。答案:×10-5N×10-13(建議用時:30分鐘)1.關于萬有引力定律的數學表達式F=,下列說法正確的是()A.公式中G為引力常量,是人為規(guī)定的趨近于零時,萬有引力趨于無窮大、m2之間的萬有引力總是大小相等,與m1、m2的質量是否相等無關、m2之間的萬有引力總是大小相等、方向相反,是一對平衡力解析:引力常量是由英國物理學家卡文迪許用扭秤實驗第一次測定的,是由自然規(guī)律決定的,故選項A錯誤。兩物體間的距離r趨近于零時,兩物體不能看成質點,萬有引力公式不再適用,故不能僅從數學分析上得出r趨近于0時,萬有引力趨于無窮大,選項B錯誤。兩物體間的引力是一對作用力與反作用力,它們大小相等、方向相反,作用在兩個物體上,不是平衡力,選項C正確,選項D錯誤。答案:C2.月—地檢驗的結果說明()A.地面物體所受地球的引力與月球所受地球的引力是同一種性質的力B.地面物體所受地球的引力與月球所受地球的引力不是同一種性質的力C.地面物體所受地球的引力只與物體的質量有關,即G=mgD.月球所受地球的引力只與月球質量有關解析:通過完全獨立的途徑得出相同的結果,證明地球表面上的物體所受地球的引力和星球之間的引力是同一種性質的力。答案:A3.萬有引力定律首次揭示了自然界中物體間一種基本相互作用的規(guī)律。以下說法正確的是()A.物體的重力不是地球對物體的萬有引力引起的B.人造地球衛(wèi)星離地球越遠,受到地球的萬有引力越大C.人造地球衛(wèi)星繞地球運動的向心力由地球對它的萬有引力提供D.宇宙飛船內的宇航員處于失重狀態(tài)是由于沒有受到萬有引力的作用解析:物體的重力是由地球的萬有引力產生的,萬有引力的大小與質量的乘積成正比,與距離的二次方成反比,選項A、B錯誤;人造地球衛(wèi)星繞地球運動的向心力是由萬有引力提供的,選項C正確;宇宙飛船內的宇航員處于失重狀態(tài),是因為宇航員受到的萬有引力全部提供了宇航員做圓周運動所需的向心力,選項D錯誤。答案:C4.設地球是半徑為R的均勻球體,質量為M,若把質量為m的物體放在地球的中心,則物體受到的地球的萬有引力大小為()A.零 B.無窮大 D.無法確定解析:有的同學認為:由萬有引力公式F=G,由于r→0,故F為無窮大,從而錯選B。設想把物體放到地球的中心,此時F=G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,故應選A。答案:A5.假設地球可視為質量均勻分布的球體。已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0;在赤道的大小為g,地球自轉的周期為T,引力常量為G。地球的密度為()A. B.C. D.解析:在地球兩極重力等于萬有引力,根據萬有引力定律可知mg0=G,在地球的赤道上重力等于萬有引力與向心力的差值,故G-mg=mR,地球的質量M=πR3ρ,聯立三式可得ρ=,選項B正確。答案:B6.(多選)假如地球自轉角速度增大,關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:地球自轉角速度增大,由F∝可知物體受到的萬有引力不變,選項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B正確,選項D錯誤;而對放在赤道上的物體,由F=G+mω2R可知,由于ω增大,則G減小,選項C正確。答案:ABC7.在某次測定引力常量的實驗中,兩金屬球的質量分別為m1和m2,球心間的距離為r,若測得兩金屬球間的萬有引力大小為F,則此次實驗得到的引力常量為()A. B.C. D.解析:根據萬有引力定律可得F=G,所以G=,B項正確。答案:B8.(多選)在討論地球潮汐成因時,地球繞太陽運行軌道與月球繞地球運行軌道可視為圓軌道。已知太陽質量約為月球質量的×107倍,地球繞太陽運行的軌道半徑約為月球繞地球運行的軌道半徑的400倍。關于太陽和月球對地球上相同質量海水的引力,以下說法正確的是()A.太陽引力遠大于月球引力B.太陽引力與月球引力相差不大C.月球對不同區(qū)域海水的吸引力大小相等D.月球對不同區(qū)域海水的吸引力大小有差異解析:根據F=G,可得≈169,由此可知太陽的引力遠大于月球的引力,則A正確,B錯誤;由于月心到不同區(qū)域海水的距離不同,所以引力大小有差異,則C錯誤,D正確。答案:AD9.美國某媒體推測:在2023年之前人類有望登上火星,而登上火星的第一人很可能是中國人。假如你有幸成為人類登陸火星的第一人,乘坐我國自行研制的代表世界領先水平的神舟x號宇宙飛船,通過長途旅行終于親眼看見了美麗的火星。為了熟悉火星的環(huán)境,你乘坐的飛船繞火星做勻速圓周運動,離火星表面的高度為H,飛行了n圈,測得所用的時間為t。已知火星半徑為R,試求火星表面重力加速度g。解析:設火星和飛船的質量分別為M、m,火星表面的物體質量為m0。飛船繞火星做勻速圓周運動的周期T= ①火星對飛船的萬有引力提供飛船做勻速圓周運動的向心力,即=m(R+H) ②對火星表面的物體有=m0g ③聯立①②③得g=。答案:10.宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球,經過時間t小球落回原處;若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球,需經過時間5t小球落回原處。(地球表面重力加速度g取10m/s2,空氣阻力不計)(1)求該星球表面附近的重力加速度g';(2)已知該星球的半徑與