6-2-萬有引力定律(備作業(yè))高一物理同步備課系列(解析版)

PAGE試卷第=1頁，共=sectionpages33頁6.2萬有引力定律（備作業(yè)）（解析版）姓名：___________班級：___________錯題號：___________一、單選題1．第谷、開普勒等人對行星運動的研究漫長而曲折，牛頓在他們研究的基礎(chǔ)上，得出了萬有引力定律．下列有關(guān)萬有引力定律的說法中正確的是（）A．太陽與行星之間引力的規(guī)律并不適用于行星與它的衛(wèi)星B．開普勒通過研究觀測記錄發(fā)現(xiàn)行星繞太陽運行的軌道是橢圓C．庫侖利用實驗較為準確地測出了引力常量G的數(shù)值D．牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程中沒有利用牛頓第三定律的知識【答案】B【詳解】A．太陽與行星之間引力的規(guī)律也適用于行星與它的衛(wèi)星之間，故A錯誤；B．開普勒通過研究觀測記錄發(fā)現(xiàn)行星繞太陽運行的軌道是橢圓，即開普勒第一定律，故B正確；C．卡文迪許利用實驗較為準確地測出了引力常量G的數(shù)值，故C錯誤；D．牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程中利用了牛頓第三定律的知識，故D錯誤。故選B。2．以下說法錯誤的是（）A．開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動的規(guī)律B．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并且測出了萬有引力常量C．卡文迪許被稱為“稱出地球質(zhì)量的第一人”D．實驗《研究向心力的大小與質(zhì)量、角速度、運動半徑的關(guān)系》采用的方法是控制變量法【答案】B【詳解】A．根據(jù)物理學史可知，開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動的規(guī)律，A不符合題意；B．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪許測出了萬有引力常量，B符合題意；C．由于卡文迪許測量出了萬有引力常量，故卡文迪許被稱為“稱出地球質(zhì)量的第一人”，C不符合題意；D．實驗《研究向心力的大小與質(zhì)量、角速度、運動半徑的關(guān)系》要控制其中一個量不變，研究另外兩個量之間的關(guān)系，故采用的方法是控制變量法，D不符合題意。故選B。3．某物體在地球表面時，受到地球的引力為F，若此物體受到地球的引力減小為，則該物體距離地面的高度應為地球半徑的（）A．3倍 B．2倍 C．倍 D．倍【答案】B【詳解】根據(jù)萬有引力定律表達式可得其中為物體到地球中心的距離，某物體在地球表面，受到地球的引力為F，此時若此物體受到地球的引力減小為，根據(jù)可得出此時物體到地球中心的距離為所以該物體距離地面的高度應為地球半徑的2倍，ACD錯誤，B正確。故選B。4．如圖所示，在一張大桌子上放兩個平面鏡M和N，讓一束光依次被這兩面鏡子反射，最后射到墻上，形成一個光點A。用力F按壓兩鏡之間的桌面，則（）A．F減小時，光點A向上移動B．F增大時，光點A向上移動C．無論F增大還是減小，光點A都向下移動D．無論F增大還是減小，光點A都向上移動【答案】A【詳解】F增大時，M、N將向中間傾斜，則鏡面上反射點位置升高，光束的位置相對降低，由光的反射定律可知，光點會在墻上下降；F減小時，M、N將向兩邊傾斜，則鏡面上反射點位置降低，光束的位置相對升高，由光的反射定律可知，光點會在墻上上升。故選A。5．2018年6月5日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射“風云二號H星”。假設(shè)該衛(wèi)星質(zhì)量為m，在離地面高度為h的軌道上繞地球做勻速圓周運動。已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G，則地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力大小為（）A．G B．GC．G D．G【答案】D【詳解】地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力的大小公式為又可得故D正確，ABC錯誤。故選D。6．下列說法符合物理學史實的是（）A．哥白尼提出了地心說 B．牛頓發(fā)現(xiàn)了行星運動三大定律C．開普勒發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律 D．卡文迪許首先測出了萬有引力常量【答案】D【詳解】A．哥白尼提出了日心說，選項A錯誤；B．開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動三大定律，選項B錯誤；C．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，選項C錯誤；

D．卡文迪許首先測出了萬有引力常量，選項D正確。故選D。二、填空題7．根據(jù)牛頓的萬有引力定律，質(zhì)點間的萬有引力，其中m1、m2為兩質(zhì)點的質(zhì)量，R為兩質(zhì)點間的距離，則在國際單位制中，G的單位是___________?！敬鸢浮俊驹斀狻扛鶕?jù)萬有引力定律得解得G的單位是。8．一名宇航員來到一個星球上，如果該星球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的一半，它的直徑也是地球直徑的一半，那么這名宇航員在該星球上所受的萬有引力大小是他在地球上所受萬有引力的___________倍；【答案】2【詳解】解：設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R，宇航員的質(zhì)量為m，由萬有引力定律，可得地球?qū)τ詈絾T的引力該星球?qū)τ詈絾T的引力則有9．兩質(zhì)點質(zhì)量分別為m1、m2，距離為r，兩質(zhì)點間的萬有引力大小為F。當兩質(zhì)點質(zhì)量不變，距離變?yōu)樵瓉淼臅r兩質(zhì)點間的萬有引力大小為_____F；當兩質(zhì)點距離變成原來的2倍，同時兩質(zhì)點的質(zhì)量也都變?yōu)樵瓉淼?倍。兩質(zhì)點間萬有引力大小為____F。【答案】

4

1【詳解】[1]質(zhì)量分別為m1、m2，距離為r，兩質(zhì)點間的萬有引力大小為F，則兩質(zhì)點質(zhì)量不變，距離變?yōu)樵瓉淼臅r兩質(zhì)點間的萬有引力[2]兩質(zhì)點距離變成原來的2倍，同時兩質(zhì)點的質(zhì)量也都變?yōu)樵瓉淼?倍，兩質(zhì)點間萬有引力10．2020年4月16日，“玉兔二號”月球車在月球表面按時開啟第十七個月晝新一輪的探索旅程?！坝裢枚枴痹虑蜍囋谠虑虮砻媸艿皆虑蛞镕，則“玉兔二號”月球車隨“嫦娥四號”探測器登陸月球前在距離月球表面高度為月球半徑3倍時，受月球引力為______?！敬鸢浮俊驹斀狻縖1]．根據(jù)萬有引力定律探測器登陸月球前在距離月球表面高度為月球半徑3倍時，受月球引力為11．2006年2月10日，中國航天局確定中國月球探測工程形象標志，它以中國書法的筆觸，抽象地勾勒出一輪明月，一雙腳印踏在其上，象征著月球探測的終極夢想。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，月球仍按原軌道運行，月地之間的萬有引力將___________（選填“變小”、“變大”、“不變”）；月球繞地球運動的周期將___________（選填“變小”、“變大”、“不變”）；月球繞地球運動的向心加速度將___________（選填“變小”、“變大”、“不變”）；【答案】

變大

變大

變小【詳解】[1]根據(jù)萬有引力定律根據(jù)題意可知，M與m總和不變，但M減小，m增大，則根據(jù)數(shù)學知識可知，F(xiàn)變大。[2]根據(jù)萬有引力提供向心力因為M減小，則T變大。[3]根據(jù)萬有引力提供向心力因為M減小，則a變小。12．地球質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的81倍，一個飛行器在地球與月球之間。當?shù)厍驅(qū)λ囊驮虑驅(qū)λ囊Υ笮∠嗟葧r，該飛行器距地心的距離與距月心的距離之比為_____【答案】【詳解】設(shè)月球的質(zhì)量為M，則地球的質(zhì)量為81M，飛行器的質(zhì)量為m，飛行器距地心的距離為，飛行器距月心的距離為，由于地球?qū)λ囊驮虑驅(qū)λ囊ο嗟?，根?jù)萬有引力定律得解得故該飛行器距地心的距離與距月心的距離之比為三、實驗題13．卡文迪許利用如圖所示的扭稱實驗裝置測量了引力常量：(1)橫梁一端固定有一質(zhì)量為m半徑為r的均勻鉛球A，旁邊有一質(zhì)量為m，半徑為r的相同鉛球B，A、B兩球表面的最近距離L，已知引力常量為G，則A、B兩球間的萬有引力大小為_________；(2)為了測量石英絲極微的扭轉(zhuǎn)角，該實驗裝置中采取使“微小量放大”的措施是_________。A．增大石英絲的直徑

B．增大刻度尺與平面鏡的距離C.利用平面鏡對光線的反射

D．減小T型架橫梁的長度【答案】

BC【詳解】(1)[1]．萬有引力定律適用于質(zhì)點模型，對于質(zhì)量均勻分布的球，可以看作質(zhì)量集中在重心上，兩個重心的間距為L+2r，故它們間的萬有引力大小為(1)[2]．A．當增大石英絲的直徑時，會導致石英絲不容易轉(zhuǎn)動，對“微小量放大”，沒有作用，故A錯誤；BC．為了測量石英絲極微小的扭轉(zhuǎn)角，該實驗裝置中采取使“微小量放大”．利用平面鏡對光線的反射，來體現(xiàn)微小形變的，或當增大刻度尺與平面鏡的距離時，轉(zhuǎn)動的角度更明顯．因此選項BC正確．D．當減小T型架橫梁的長度時，會導致石英絲不容易轉(zhuǎn)動，對“微小量放大”，沒有作用；故D錯誤；故選BC。四、解答題14．通過月—地檢驗結(jié)果表明，地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，與太陽、行星間的引力遵從相同的規(guī)律。一切物體都存在這樣的引力，為什么我們感覺不到周圍物體的引力呢？如圖所示，假若你與同桌的質(zhì)量均為60kg，相距0.5m。粗略計算你與同桌間的引力（已知G=6.67×10-11N·m2/kg2）。一粒芝麻的質(zhì)量大約是0.004g，其重力約為4×10-5N。是你和你同桌之間引力的多少倍，這時在受力分析時需要分析兩個人之間的引力嗎？【答案】1×10-6N；40；見解析【詳解】由萬有引力公式得F萬=G=6.67×10-11×N≈9.6×10-7N≈1×10-6N芝麻的重力是你和你同桌之間引力的40倍，這時的引力很小，所以兩個人靠近時，不會吸引到一起。故在進行受力分析時，一般不考慮兩物體的萬有引力，除非是物體與天體、天體與天體間的相互作用。15．2016年9月15日，“天宮二號”空間實驗室發(fā)射成功。10月19日“神舟十一號”飛船與在距地面高度為h的圓軌道上運行的“天宮二號”交會對接成功，如圖所示．航天員景海鵬、陳冬進入“天宮二號”，駐留時長為t。已知地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，“天宮二號”的質(zhì)量為m，引力常量為G．求：（1）“天宮二號”受到地球引力的大小。（2）“天宮二號”繞地球運行的向心加速度的大小。（3）“天宮二號”在航天員駐留時間t內(nèi)通過的路程?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【詳解】（1）根據(jù)萬有引力定律可得“天宮二號”受到地球施加的引力大小為（2）根據(jù)牛頓第二定律可得繞地球運行的向心加速度的大小為（3）根據(jù)萬有引力