物理同步大講堂人教必修二精練：課時提升作業(yè)九6.3萬有引力定律Word版含解析

1、課時提升作業(yè)九萬有引力定律（40分鐘 100分）一、選擇題（本題共8小題,每小題7分,共56分）1. 關于萬有引力定律和引力常量的發(fā)現(xiàn)，下列說法中正確的是（ ）A. 萬有引力定律是由開普勒發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)的，而引力常量是由卡文迪許測定的【解析】選D。根據(jù)物理學史可知，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪 許測定了引力常量，故選項D正確。2. 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.

2、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】選A。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。選項A正確。3. 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（）世紀金榜導學號 35684148A. 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】選Co重力是由于地球的吸引（萬有引力）而使物

3、體受到的力GMm選項A錯誤；根據(jù)F=可知衛(wèi)星離地球越遠，受到的萬有引力越小 選項B錯誤;衛(wèi)星繞地球做圓周運動，其所需的向心力由萬有引力提 供，選項C正確；宇宙飛船內的宇航員處于失重狀態(tài)是由于萬有引力 用來提供他做圓周運動所需要的向心力，選項D錯誤。4. 在某次測定引力常量的實驗中，兩金屬球的質量分別為 m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（）FrFrlmAm2Al C.D.兒mg Fr2【解析】選B。由萬有引力定律公式F=G$ 得所以B項 正確。5. 兩個大小相同的實心均質小鐵球，緊靠在一起時它們之間的萬有引 力為F;若兩個半徑為小鐵球

4、2倍的實心均質大鐵球緊靠在一起，則它 們之間的萬有引力為世紀金榜導學號35684149()A. 2FB.4FC.8FD.16F【解析】選B設小鐵球的半徑為R,則兩小球間：(豬苗尸mm 34F=Z心二G “=JGn 2p統(tǒng)，同理，兩大鐵球之間：Fmm1 4二G 丨心兀 2p 2(2R) 4= 16F?！狙a償訓練】有兩個大小一樣同種材料組成的均勻球體緊靠在一起，它們之間的萬 有引力為F,若用上述材料制成的兩個半徑更小的靠在一起的均勻球 體,它們間的萬有引力將()A. 等于FB.小于FC.大于FD.無法比較【解析】選B。設球體的半徑為 R,密度為p ,則球的質量為 m=p4nR3pV= Y ,由萬有

5、引力定律得，兩個同樣的球靠在一起時的萬有引力m2 4大小為F二G門 = Gn 2R p 2,由此可知，用同種材料制成兩個更小的 球,靠在一起時的萬有引力 F ,比兩個大球靠在一起時的萬有引力 F 小,選項B正確。6. (2017焦作高一檢測)如圖所示，兩個半徑分別為ri=0.40m,r 2=0.60m,質量分布均勻的實心球質量分別為 m=4.0kg,m 2=1.0kg,兩球間距離為r o=1.Om,則兩球間相互引力的大小為（）-11A.6.67 X 10 NC.小于 6.67 X 10- N11B. 大于 6.67 X 10- ND.不能確定Gmmz【解析】選a f=廠4.0 x 1.0=6.

6、67 X 10-11 x 川）：）N=6.67 X 10-11N,選項 A正確。7. (2015 海南高考)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，它們在水平方向運動的距 離之比為2： i丁。已知該行星質量約為地球的7倍,地球的半徑為R, 由此可知，該行星的半徑約為世紀金榜導學號35684150()17a/7A. 8B.RC.2RD.R【解題指南】解答本題可按以下思路進行：(1) 先根據(jù)平拋運動水平方向X=V0t判斷兩次時間的關系。12h(2) 再根據(jù)豎直方向h= gt2得g=確定兩星球表面g值的關系(3) 最后結合萬有引力公式確定星球半徑。fi xi

7、2【解析】選G物體平拋時水平方向滿足 x=vt,所以=；豎直2ft2 7_- 2 _方向由h= gt2得g=,因此廠。在星球表面物體所受的重力等GM R】”1的于萬有引力，由g=“得*2=叫弘=2,又因為R2=R,所以R=2R,故選G8. （2017 鄭州高一檢測）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零 礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為（）ddA.1- B.1+n（R叩（R卡C. R 丿D.g-d丿【解析】選A。設地球的密度為p ,地球的質量為M,根據(jù)萬有引力定GM4律可知,地球表面的重力加速度g=*。地球質量可表示為M=

8、n Rp。 因質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為零 ，所以礦井下以（R-d） 為半徑的地球的質量為M =4 （ - rfy5 n （R-d） 3 p ,解得M M,則礦井底部處的重力加速度gGM將它放置在衛(wèi)星中，在衛(wèi)星以a=g的加速度隨火箭向上加速升空的 過程中，當物體與衛(wèi)星中的支持物的相互擠壓的力為90N時,衛(wèi)星距地球表面有多遠?（地球半徑R地=6.4 x 103km,g表示重力加速度,g取 10m/s2）【解題指南】（1）衛(wèi)星離開地面后，所在位置的重力加速度隨高度的增加而不斷減小，不再等于10m/s2。（2）本題屬于牛頓第二定律與重力、萬有引力關系式綜合應用問題?！窘馕觥啃l(wèi)星在升空過程中

9、可以認為是豎直向上做勻加速直線運動，=R ：I：l ,則礦井底部的重力加速度和地球表面的重力加速度之比為 d =1選項A正確。二、計算題（本題共2小題,共44分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位）9. （22分）兩艘輪船，質量都是1.0 x 107kg,相距10km,它們之間的萬有 引力是多大？請將這個力與輪船所受重力進行比較 ，看看是重力的多2少倍。（g取10m/s）Mm【解析】由萬有引力定律F=G*可得（1.0 x 107）2F=6.67 x 10-11 x 1（x11： n=6.67X 竹 N萬有引力與重力的比值F 6.67 x 10_5/V G=1.Q x x 10

10、/V =6.67 x 10-13答案:6.67 x 10-5N 6.67 x 10-13 倍10. （22分）（2017 威海高一檢測）某物體在地面上受到的重力為160N, 1Mm設衛(wèi)星離地面的距離為h,這時受到地球的萬有引力為F=GMm在地球表面G=mgMm在上升至離地面h時丁虻川=ma(R地+疔兩由式得 R地1將 m=16kg,FN=90N,a= g=5m/s；R 地=6.4 x 103km,g=10m/s 代入式得4h=1.92 x 10 km答案：1.92 x 104km【能力挑戰(zhàn)區(qū)】1. (多選)如圖所示，三顆質量均為m的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半 徑為r的圓軌道上，設地球質量為 M

11、,半徑為R。下列說法正確的是( )世紀金榜導學號 35684151GMmA. 地球對一顆衛(wèi)星的引力大小為“ 心GMmB. 顆衛(wèi)星對地球的引力大小為Gm2C. 兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為 丸3GMmD. 三顆衛(wèi)星對地球引力的合力大小為【解析】選B、G由萬有引力定律知A項錯誤,B項正確；因三顆衛(wèi)星 連線構成等邊三角形，圓軌道半徑為r,由數(shù)學知識易知任意兩顆衛(wèi)星 間距d=2rcos30二Cr,由萬有引力定律知C項正確；因三顆衛(wèi)星對地 球的引力大小相等且互成120 ,故三顆衛(wèi)星對地球引力的合力為0,D項錯誤。12. 火星半徑約為地球半徑的一半，火星質量約為地球質量的9。一位宇 航員連同宇航服在地球上的質量為50kg。求：世紀金榜導學號35684152(1) 在火星上宇航員所受的重力為多少？(2) 宇航員在地球上可跳 1.5m高,他以相同初速度在火星上可跳多高?(地球表面的重力加速度g取10m/s2)Mm GM