江蘇小高考物理《學(xué)業(yè)水平測試》講練稿(考點突破 真題演練 強(qiáng)化訓(xùn)練)第15講 萬能引力定律

1、考情展示測試內(nèi)容測試要求2021年2021年2021年2021年2021年萬有引力定律A10207206考點一萬有引力定律(1)萬有引力定律自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比(2)萬有引力定律的公式是FGeq f(m1m2,r2).(3)牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，卡文迪許首先測出了萬有引力常量G，G1011 Nm2/kg2.(4)地球外表物體的重力近似等于萬有引力，外表重力加速度g09.8 m/s2，距地面h(高度等于地球半徑)處的重力加速度g m/s2.特別提醒(1)利用萬有引力定律計算兩球體之間的引力時，它們之間距離是指球心間

2、的距離，人在地球上、衛(wèi)星繞地球外表做圓周運(yùn)動時，人和衛(wèi)星跟地球之間的距離都不是零，而是地球半徑(2)萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用之一就是計算天體的質(zhì)量，一般有兩種方法：找待測天體的一個衛(wèi)星，測出衛(wèi)星的軌道半徑r和做勻速圓周運(yùn)動的周期T，由Geq f(Mm,r2)meq f(42,T2)r變形可得Meq f(42r3,GT2).測出待測天體的半徑R及其外表的重力加速度g，由Geq f(Mm,R2)mg變形可得Meq f(gR2,G).例1(2021屆鎮(zhèn)江學(xué)測模擬)要使相距較遠(yuǎn)的兩物體間的萬有引力減小到原來的eq f(1,4)，以下方法不可行的是()A使兩物體的質(zhì)量各減少一半，距離不變B使其中一個

3、物體的質(zhì)量減小到原來的eq f(1,4)，距離不變C使兩物體間的距離增為原來的2倍，質(zhì)量不變D使兩物體間的距離和質(zhì)量都減小到原來的eq f(1,2)答案D解析由萬有引力公式F引eq f(GMm,r2)，兩物體間的距離和質(zhì)量都減小到原來的eq f(1,2)，那么萬有引力保持不變，D錯誤例2(2021屆宿遷學(xué)測模擬)某物體在地球外表受到地球的萬有引力為F，假設(shè)將此物體置于距地球外表高度為2R處(R為地球半徑)，那么其受到地球的萬有引力為()A.eq f(F,2)B.eq f(F,4)C.eq f(F,3)D.eq f(F,9)答案D解析物體與地球之間的距離應(yīng)該是物體到地球中心的距離考點二萬有引力定

4、律的應(yīng)用例3兩顆人造衛(wèi)星的質(zhì)量之比m1m212，軌道半徑之比R1R231.求：(1)兩顆衛(wèi)星運(yùn)行的線速度之比；(2)兩顆衛(wèi)星運(yùn)行的角速度之比；(3)兩顆衛(wèi)星運(yùn)行的周期之比；(4)兩顆衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度之比；(5)兩顆衛(wèi)星運(yùn)行的向心力之比答案(1)eq r(3)3(2)eq r(3)9(3)3eq r(3)1(4)19(5)118解析(1)因為Geq f(Mm,R2)meq f(v2,R)，所以v eq r(f(GM,R)eq f(1,r(R).故eq f(v1,v2) eq r(f(R2,R1)eq r(f(1,3)eq f(r(3),3).(2)因為Geq f(Mm,R2)m2R，所以 e

5、q r(f(GM,R3)eq f(1,r(R3).故eq f(1,2) eq r(f(Roal(2, 3),Roal(1, 3)eq r(f(1,33)eq f(r(3),9).(3)因為eq f(GMm,R2)meq f(42,T2)R，所以T2eq r(f(R3,GM)eq r(R3)，故eq f(T1,T2)eq f(r(33),1)3eq r(3).(4)因為Geq f(Mm,R2)ma，所以aeq f(GM,R2)R2，故eq f(a1,a2)eq f(Roal(2, 2),Roal(1, 2)eq f(1,32)eq f(1,9).(5)因為F向Geq f(Mm,R2)eq f(m

6、,R2).故eq f(F1,F2)eq f(m1Roal(2, 2),m2Roal(1, 2)eq f(1,18).規(guī)律方法將衛(wèi)星的運(yùn)動近似看成勻速圓周運(yùn)動，其所需向心力是萬有引力，即Geq f(Mm,r2)mameq f(v2,r)m2rmeq blc(rc)(avs4alco1(f(2,T)2rm(2f)2r.根據(jù)實際情況選用適當(dāng)公式進(jìn)行分析，是求解此類問題的根本方法，在應(yīng)用以上思路解題時，常采用比例計算法1(2021江蘇學(xué)測)物理學(xué)開展歷程中，在前人研究根底上經(jīng)過多年的嘗試性計算，首先發(fā)表行星運(yùn)動的三個定律的科學(xué)家是()A哥白尼B第谷C伽利略D開普勒答案D2(2021江蘇學(xué)測)依據(jù)牛頓的

7、理論，兩黑洞之間萬有引力的大小F與它們之間距離r滿足()AF與r成正比BF與r2成正比CF與r成反比DF與r2成反比答案D3(2021江蘇學(xué)測)土星的兩顆衛(wèi)星“土衛(wèi)十”和“土衛(wèi)十一1，軌道半徑近似相等，那么土星對“土衛(wèi)十”和“土衛(wèi)十一的萬有引力之比約為()A11C.eq r(3.6)1D131答案B4(2021屆揚(yáng)州二模)在科學(xué)的開展歷程中，許多科學(xué)家做出了杰出的奉獻(xiàn)以下表達(dá)符合物理學(xué)史實的是()A亞里士多德指出“力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因B伽利略得出“加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比的結(jié)論C開普勒發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律D卡文迪許測出了引力常量G答案D1(江蘇省徐州市20212021學(xué)年市高二第二次

8、學(xué)業(yè)水平模擬)第一次通過實驗的方法比擬準(zhǔn)確地測出萬有引力常量的物理學(xué)家是()A牛頓B開普勒C伽利略D卡文迪許答案D2(2021屆鎮(zhèn)江學(xué)測模擬)如圖1所示，相距為r的兩球的半徑分別是r1和r2，兩球質(zhì)量分布均勻，大小分別為m1、m2，那么兩球間的萬有引力大小為()圖1AGeq f(m1m2,r) BGeq f(m1m2,roal(2,1)CGeq f(m1m2,r1r22)DGeq f(m1m2,r1r2r2)答案D3(2021江蘇學(xué)測)均勻小球A、B的質(zhì)量分別為m、5m，球心相距為R，引力常量為G，那么A球受到B球的萬有引力大小是()AGeq f(5m2,R2) BGeq f(5m2,R)CG

9、eq f(m2,R2) DGeq f(m2,R)答案A4(2021屆鹽城學(xué)測模擬)2013年12月2日，我國成功發(fā)射了“嫦娥三號探測器，如圖2所示，在探測器飛赴月球的過程中，隨著它與月球距離的減小，月球?qū)λ娜f有引力將()圖2A變小B變大C先變小，后變大D先變大，后變小答案B5(2021屆無錫一模)地球的質(zhì)量為M，半徑為R，月球的質(zhì)量為m，半徑為r，地球與月球兩球心間的距離為地球半徑的60倍，引力常量為G，假設(shè)將地球與月球看成質(zhì)量分布均勻的球體，那么月球?qū)Φ厍虻娜f有引力大小為()AGeq f(Mm,R2)BGeq f(Mm,60R)CGeq f(Mm,3 600R2)DGeq f(Mm,3 6

10、00r3)答案C6作為科學(xué)史上最偉大的定律之一萬有引力定律向人們揭示了()A一切物體都具有慣性B力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因C任何兩個物體都相互吸引D不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化答案C7(2021屆南通模擬)2015年7月14日，“新視野號太空探測器近距離飛掠冥王星，如圖3所示在此過程中，冥王星對探測器的引力()圖3A先變大后變小，方向沿兩者的連線指向冥王星B先變大后變小，方向沿兩者的連線指向探測器C先變小后變大，方向沿兩者的連線指向冥王星D先變小后變大，方向沿兩者的連線指向探測器答案A8(2021屆無錫二模)在我國的探月工程方案中，“嫦娥五號將于幾年后登月取樣返回地球那么，當(dāng)“嫦娥五號離開繞

11、月軌道飛回地球的過程中，地球和月球?qū)λ娜f有引力F1和F2的大小變化情況是()AF1和F2均增大BF1和F2均減小CF1增大、F2減小 DF1減小、F2增大答案C9(2021屆揚(yáng)州學(xué)測模擬)關(guān)于行星繞太陽的運(yùn)動，以下說法中正確的選項是()A離太陽越近的行星角速度越大B太陽是靜止不動的，行星都繞太陽運(yùn)動C離太陽越近的行星線速度越小D離太陽越近的行星公轉(zhuǎn)周期越大答案A10月球是地球以外人類親身到過唯一的自然天體假設(shè)月球外表重力加速度為g，月球半徑為R，引力常量為G，那么月球質(zhì)量表達(dá)式為()AMgR2BMeq f(gR2,G)CMeq f(G,gR)DMeq f(gR,G)答案B解析由Geq f(Mm,R2)mg得Meq f(gR2,G)，故B正確11假設(shè)某人到達(dá)一個行星上，這個行星的半徑只有地球的一半，質(zhì)量也是地球的一半，那么在這個行星上此人所受的引力是在地球上所受引力的()A2倍B1倍C.eq f(1,2)D.eq f(1,4)答案A12(2021屆宿遷二模)關(guān)于繞地球做勻速圓周運(yùn)動的人造衛(wèi)星，以下判斷正確的選項是()A同一軌道上，質(zhì)量大的衛(wèi)星線速度大B同一軌道上，質(zhì)量大的衛(wèi)星向心加速度大C離地面越近的衛(wèi)星線速度越大D離地面越高的衛(wèi)星周期越短答案C13如下圖是某位同學(xué)設(shè)想的人造地球衛(wèi)星軌道(衛(wèi)星發(fā)動機(jī)關(guān)閉)，其中不可能的是()答