2025版高中物理課時(shí)作業(yè)八太陽與行星間的引力含解析新人教版必修2

PAGE3-課時(shí)作業(yè)(八)太陽與行星間的引力A組：基礎(chǔ)落實(shí)練1．假如認(rèn)為行星圍繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么下列說法正確的是()A．行星受到太陽的引力，引力供應(yīng)行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力B．行星受到太陽的引力，行星運(yùn)動(dòng)不須要向心力C．行星同時(shí)受到太陽的引力和向心力D．行星受到太陽的引力與它運(yùn)行的向心力不相等解析：行星受到太陽的引力，引力供應(yīng)行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故A正確、B錯(cuò)誤；向心力是效果力，實(shí)際受力分析時(shí)不分析向心力，行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來源于太陽的引力，故C、D錯(cuò)誤．答案：A2．甲、乙兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的萬有引力大小為F，若甲物體的質(zhì)量不變，乙物體的質(zhì)量增加到原來的2倍，同時(shí)，它們之間的距離減為原來的eq\f(1,2)，則甲、乙兩個(gè)物體的萬有引力大小將變?yōu)?)A．FB.eq\f(F,2)C．8FD．解析：由F＝Geq\f(m1m2,R2)可知，F(xiàn)′＝Geq\f(m1·2m2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R,2)))2)＝8F，所以C正確．答案：C3．在牛頓發(fā)覺太陽與行星間的引力過程中，得出太陽對(duì)行星的引力表達(dá)式后推出行星對(duì)太陽的引力表達(dá)式，是一個(gè)很關(guān)鍵的論證步驟，這一步驟采納的論證方法是()A．探討對(duì)象的選取B．志向化過程C．限制變量法D．等效法解析：對(duì)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(duì)行星的引力符合關(guān)系式F∝eq\f(m星,r2)，依據(jù)等效法，行星對(duì)太陽的引力也符合關(guān)系式F∝eq\f(m日,r2)，故D項(xiàng)正確．答案：D4．(多選)關(guān)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(duì)地球的引力肯定比對(duì)木星的大B．行星繞太陽沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，在近日點(diǎn)所受引力大，在遠(yuǎn)日點(diǎn)所受引力小C．由F＝Geq\f(Mm,r2)可知，G＝eq\f(Fr2,Mm)，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．行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)可近似看成圓形軌道，其向心力來源于太陽對(duì)行星的引力解析：依據(jù)F＝Geq\f(Mm,r2)可知，太陽對(duì)行星的引力大小與m、r有關(guān)，對(duì)同一行星，r越大，F(xiàn)越小，選項(xiàng)B正確；對(duì)不同的行星，r越小，F(xiàn)不肯定越大，還與行星質(zhì)量有關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；公式中G為比例系數(shù)，是一常量，與F、r、M、m均無關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在通常的探討中，行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)看成圓周運(yùn)動(dòng)，向心力由太陽對(duì)行星的引力供應(yīng)，選項(xiàng)D正確．答案：BD5．把行星的運(yùn)動(dòng)近似看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)以后，開普勒第三定律可寫為T2＝eq\f(r3,k)，則推得()A．太陽對(duì)行星的引力為F＝keq\f(m,r2)B．太陽對(duì)行星的引力都相同C．太陽對(duì)行星的引力為F＝eq\f(4π2km,r2)D．質(zhì)量越大的行星，太陽對(duì)它的引力肯定越大解析：太陽對(duì)行星的引力供應(yīng)行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則F＝meq\f(v2,r)，又v＝eq\f(2πr,T)，結(jié)合T2＝eq\f(r3,k)可得出F的表達(dá)式為F＝eq\f(4π2km,r2)，則得知F與m、r都有關(guān)系，故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確．答案：C6．(多選)我國(guó)放射的神舟飛船，進(jìn)入預(yù)定軌道后繞地球做橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，地球位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，如圖所示，神舟飛船從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)B的過程中，下列說法正確的是()A．神舟飛船受到的引力漸漸增大B．神舟飛船的加速度漸漸增大C．神舟飛船受到的引力漸漸減小D．神舟飛船的加速度漸漸減小解析：由題圖可知，神舟飛船由A到B的過程中，離地球的距離增大，則地球與神舟飛船間的引力減小，神舟飛船的加速度減小，C、D正確．答案：CDB組：實(shí)力提升練7．兩個(gè)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(gè)行星的向心加速度的比值為()A．1B.eq\f(m1r1,m2r2)C.eq\f(m1r2,m2r1)D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r2,r1)))2解析：設(shè)兩個(gè)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F1＝Geq\f(Mm1,r\o\al(2,1))，F(xiàn)2＝Geq\f(Mm2,r\o\al(2,2))，而a1＝eq\f(F1,m1)，a2＝eq\f(F2,m2)，故eq\f(a1,a2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r2,r1)))2.答案：D8．一顆小行星環(huán)繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，環(huán)繞半徑是地球環(huán)繞半徑的4倍，則它的環(huán)繞周期是()A．2年B．4年C．8年D．16年解析：依據(jù)太陽對(duì)小行星的引力得Geq\f(Mm,r2)＝eq\f(4π2mr,T2)，解得T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，小行星環(huán)繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是地球公轉(zhuǎn)半徑的4倍，eq\f(T行,T地)＝eq\f(\r(r\o\al(3,行)),\r(r\o\al(3,地)))＝8，所以這顆小行星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期是8年．故C正確．答案：C9．(1)開普勒第三定律指出，行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸a的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方成正比，即eq\f(a3,T2)＝k，k是一個(gè)對(duì)全部行星都相同的常量，將行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)按圓周運(yùn)動(dòng)處理，請(qǐng)你推導(dǎo)出太陽系中該常量k的表達(dá)式．已知引力常量為G，太陽的質(zhì)量為M太．(2)開普勒定律不僅適用于太陽系，它對(duì)一切具有中心天體的引力系統(tǒng)(如地月系統(tǒng))都成立，經(jīng)測(cè)定月地距離為3.84×108m，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為2.36×106s，試計(jì)算地球的質(zhì)量M地．(G＝6.67×10－11N·m2/kg解析：(1)因行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，于是軌道的半長(zhǎng)軸a即為軌道半徑r.依據(jù)太陽對(duì)行星的引力供應(yīng)向心力，由牛頓其次定律有Geq\f(m行M太,r2)＝m行eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r，①于是有eq\f(r3,T2)＝eq\f(G,4π2)