2018高中物理第三章萬有引力定律萬有引力理論的成就練習(提高篇)教科版必修2

1、萬有引力理論的成就（提咼篇）一、選擇題：1 如圖所示兩球間的距離為 r，兩球的質(zhì)量分布均勻， 大小分別為 m、則兩球的萬有引力大小為（）A .G呼 B G呼 C .G辱 D .G嘶2rA（ri+a）（a+r）2萬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?qū)ξ矬w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?qū)λ娜f有引力提供D .宇宙飛船內(nèi)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3.引力常量為 G,地球質(zhì)量為 M,地球可看成球體，半徑為 R 忽略地球的自轉(zhuǎn)，則地球表面

2、重力加速度 的大小為（）GMGMA .gB . g= GR C .g2D .缺少條件，無法算出RR4.假如地球自轉(zhuǎn)角速度增大，關于物體的萬有引力以及物體重力，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5.設地球表面重力加速度為 go,物體在距離地心 4R（R 是地球的半徑）處，由于地球的作用而產(chǎn)生的加速 度為 g，則 g/go為（）A . 1 B . 1/9 C . 1/4 D . 1/166.繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星中有一與內(nèi)壁相接觸的物體，則這個物體（）A .受地球的吸引

3、力和衛(wèi)星內(nèi)壁的支持力的作用B .受地球的吸引力和向心力的作用C. 物體處于完全失重狀態(tài)，不受任何力的作用D. 只受地球的吸引力的作用7.據(jù)報道，“嫦娥一號”和“嫦娥二號”繞月飛行器的圓形工作軌道距月球表面分別約為200 km 和 1130km,運行速率分別為 V1和 V2.那么 V1和 V2的比值為（月球半徑取 1700 km）（）&假設地球和火星都繞太陽做勻速圓周運動, A .地球公轉(zhuǎn)周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期19181819已知地球到太陽的距離小于火星到太陽的距離，那么（）CD2B .地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度C .地球公轉(zhuǎn)的加速度小于火星公轉(zhuǎn)的加速度D .地球公轉(zhuǎn)的角速度大

4、于火星公轉(zhuǎn)的角速度39登上火星是人類的夢想，“嫦娥之父”歐陽自遠透露：中國計劃于 視為勻速圓周運動，忽略行星自轉(zhuǎn)影響。根據(jù)下表，火星和地球相比行星半徑/111質(zhì)量/kg軌道半徑/m地球6,4 X1066.0X1024L5X1011火星3.4X1066.4 X1O2323X1011A .火星的公轉(zhuǎn)周期較小B.火星做圓周運動的加速度較小C.火星表面的重力加速度較大D .火星的第一宇宙速度較大10.宇航員王亞平在“天宮 1 號”飛船內(nèi)進行了我國首次太空授課，演示了一些完全失重狀態(tài)下的物理現(xiàn) 象。若飛船質(zhì)量為 m 距地面高度為 h，地球質(zhì)量為 M 半徑為 R,引力常量為 G,則飛船所在處的重力加速度大

5、小為()11.銀河系的恒星中大約四分之一是雙星。某雙星由質(zhì)量不等的星體有引力作用下繞兩者連線上某一定點C 做勻速圓周運動。由天文學觀測得其周期為T,s1到 C 點的距離為2.已知萬有引力常量 G,地球半徑 R,月球和地球之間的距離 r，同步衛(wèi)星距地面的高度 h,月球繞地球 的運轉(zhuǎn)周期干，地球的自轉(zhuǎn)周期 T2,地球表面的重力加速度 g.某同學根據(jù)以上條件，提出一種估算地球 質(zhì)量 M 的方法：(1)請判斷上面的結(jié)果是否正確，并說明理由，如不正確，請給出正確的解法和結(jié)果;(2)請根據(jù)已知條件再提出兩種估算地球質(zhì)量的方法并解得結(jié)果.3 .如圖所示為中國月球探測工程的想象標志，它以中國書法的筆觸，勾勒出

6、一輪明月和一雙踏在其上的 腳印，象征著月球探測的終極夢想.一位勤于思考的同學為探月宇航員設計了如下實驗：在距月球表面高 h 處以初速度 V0水平拋出一個物體，然后測量該平拋物體的水平位移為x;通過查閱資料知道月球的半徑為 R，引力常量為 G 若物體只受月球引力的作用，請你求出：2020 年登陸火星。地球和火星公轉(zhuǎn)()A. 0 BGM(R h)2GMm(R h)2GMh2S和S2構(gòu)成，兩星在相互之間的萬A,S1和S2的距離為r，已知萬有引力常量為G 由此可求出S2的質(zhì)量為()A.2 24二r (r -rjGT2B.r1C.GT4二2r3GT2D.4：2r2r,GT2、計算題:1.太空中有一顆繞恒

7、星做勻速圓周運動的行星,此行星上一晝計測量物體的重力的讀數(shù)比在兩極時測量的讀數(shù)小10%已知引力常量為 G 求此行星的平均密度.4二2h3GT22同步衛(wèi)星繞地心做圓周運動，由得M二4(1)月球表面的重力加速度g月；月球的質(zhì)量 M(3)環(huán)繞月球表面的宇宙飛船的速率v 是多少？4 中子星是恒星演化過程的一種可能結(jié)果，它的密度很大?，F(xiàn)有一中子星，觀測到它的自轉(zhuǎn)周期為1一 一 一 一Ts。問該中子星的最小密度應是多少才能維持該星體的穩(wěn)定不致因自轉(zhuǎn)而瓦解？計算時星體可視為30均勻球體。(引力常量為G =6.67 10J1N m2/kg2)【答案與解析】1.D解析：F-GM2“ R”為兩質(zhì)點之間的距離，即

8、R= n+r+r2.R22.C解析：物體的重力是地球的萬有引力產(chǎn)生的，萬有引力的大小與質(zhì)量的乘積成正比，與距離的平方成反比，所以 A、B 錯：人造地球衛(wèi)星繞地球運動的向心力是萬有引力提供的，宇宙飛船內(nèi)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，所以C 對、D 錯.3.C解析：忽略地球自轉(zhuǎn)時，物體所受的重力等于地球?qū)ξ矬w的萬有引力，則有mg二.所以g=辱RR4.A、B、C解析：地球自轉(zhuǎn)角速度增大，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，D 錯誤；而對放在赤道地面上的物體，F(xiàn)萬二G重m 2

9、R，由于3增大，則G重減小，選項 C 正確.5.D4R 處的加速度均由地球?qū)ξ矬w的萬有引力產(chǎn)生，所以有:離地心 4R 處：G衛(wèi)冬=mg,(4R)由兩式得6.D解析：衛(wèi)星繞地球做圓周運動，萬有引力提供向心力，向心加速度等于重力加速度，衛(wèi)星處于完全失重狀 態(tài)，衛(wèi)星內(nèi)的物體與支持物間沒有彈力作用。解析：地面上:mMGWmg，CLEP25Fn=F =0. 1mg.而一晝夜的時間 T 就是行星的自轉(zhuǎn)周期.根據(jù)牛頓第二定律，有0.1mg鬥2解析：比較太陽的任意兩顆行星的運動情況，行星的大小、形狀與其運動快慢無關篩選所給的信息，其 重要信息是：地球與火星離太陽的距離，設其運動軌道是圓形的，且做勻速圓周運動，

10、根據(jù)開普勒第三定 律：軌道半徑的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平方的比值相等，得A 錯誤.由推理可知，軌道半徑小的行星，其運動速度大，故 B 錯誤.根據(jù)勻速圓周運動向心加速度公式及開普勒第三定律，可知半徑大的向心加速度小,故 C 錯誤火星的周期較大，則由勻速圓周運動的知識得：火星的角速度較小，故D 正確.故選：D9、B解析：AB 選項主要看軌道半徑，半徑大的公轉(zhuǎn)周期就大，加速度就小，所以B 正確。CD 選項主要看星球10、B解析：對飛船受力分析，所受到的萬有引力提供勻速圓周運動的向心力，等于飛船所在位置的重力，即故選：B11.D解析：設S,和S2兩星體的質(zhì)量分別為m,、m2，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律

11、得:對S,有G呼r,-224二r r,GT2總結(jié)：對于雙星欲求S,的質(zhì)量，要以S為研究對象。二、計算題：c 30兀一,.2解析：設行星的質(zhì)量為 M 半徑為 R,兩極處重力加速度為 g，平均密度為p，物體的質(zhì)GT2量為 m.物體在赤道上的重力比兩極小 10 % ,表明在赤道上隨行星自轉(zhuǎn)做圓周運動的向心力7. C解析：由=m，得r本身的質(zhì)量與半徑，其中GMGM。比較得出CD錯。GMm2= mg，可得飛船的重力加速度為(R h)2g=GM(R h)2,故選 Bo解之得m2故選項 D 正確。8，故 C 項正確.61g月f，V0t，取月球表面上的物體 m 研究，它受到的重力與萬有引力相等，即GMmmg月-RT-，2 2 2解得詈=饗環(huán)繞月球表面的宇宙飛船做勻速圓周運動的半徑為 R，萬有引力充當向心力，GMm m v .t=(m為飛船的質(zhì)量),R2R所以V冒=、.g月R2hR4.1.27 1014kg/m3根據(jù)萬有引力定律兩極處的重力加速度g2 解析：(1)上面的結(jié)果是錯誤的，地球半徑.2(R h)，得MM430JT=GGJ、R，所以行星的平均密度2R23GT2R 在計算過程中不能忽略.正確的解法和結(jié)果：42(R h)3(R h)2(2)方法一：對月球繞地球做圓周運動，有方法二：在地球表面