高中物理人教版必修2課時跟蹤檢測（八）太陽與行星間的引力萬有引力定律

課時跟蹤檢測（八）太陽與行星間的引力萬有引力定律1．牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思維過程是()A．理想實驗—理論推導(dǎo)—實驗檢驗B．假想—理論推導(dǎo)—規(guī)律形成C．假想—理論推導(dǎo)—實驗檢驗D．實驗事實—假想—理論推導(dǎo)解析：選C牛頓的思維過程：既然是行星與太陽間的引力使得行星不能飛離太陽，那么是什么力使得地面的物體不能離開地球，總要落回地面呢？這個力延伸到月球，拉住月球使它繞地球運動的力與拉著蘋果下落的力，是否是同一種性質(zhì)的力？是否遵循相同的規(guī)律？用月—地檢驗來驗證，故C正確。2．生活中我們常看到蘋果落向地球，而不是地球向上運動碰到蘋果。下列論述中正確的是()A．原因是蘋果質(zhì)量小，對地球的引力較小，而地球質(zhì)量大，對蘋果的引力較大B．原因是地球?qū)μO果有引力，而蘋果對地球沒有引力C．蘋果對地球的作用力和地球?qū)μO果的作用力大小是相等的，但由于地球質(zhì)量極大，不可能產(chǎn)生明顯的加速度D．以上說法都不對解析：選C由牛頓第三定律知，蘋果與地球間的相互作用力大小相等，而蘋果的質(zhì)量遠(yuǎn)小于地球的質(zhì)量，因而產(chǎn)生的加速度遠(yuǎn)大于地球的加速度。3．關(guān)于萬有引力定律和引力常量，下列說法正確的是()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牛頓的蘋果和卡文迪許的鉛球共同成就了萬有引力定律。4．(多選)關(guān)于萬有引力定律，下列說法中正確的是()A．萬有引力定律是牛頓在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的B．萬有引力定律不適用于質(zhì)點間的相互作用C．公式中的G是一個比例常量，其單位是N·m2/kg2D．任何兩個質(zhì)量分布均勻的球體之間的相互作用可以用該公式來計算，r是兩球球心之間的距離解析：選ACD萬有引力定律和其他定律一樣，是牛頓在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的，具有普適性，故A正確，B錯誤。萬有引力定律公式F＝Geq\f(m1m2,r2)中G＝6.67×10－11N·m2/kg2，稱為萬有引力常量。對于質(zhì)量分布均勻的球體之間的相互作用力也可以用該公式計算，其中r為兩球球心間的距離，故C、D正確。5．設(shè)地球是半徑為R的均勻球體，質(zhì)量為M，若把質(zhì)量為m的物體放在地球的中心，則物體受到的地球的萬有引力大小為()A．零 B．無窮大C．Geq\f(Mm,R2) D．無法確定解析：選A有的同學(xué)認(rèn)為：由萬有引力公式F＝Geq\f(Mm,r2)，由于r→0，故F為無窮大，從而錯選B。設(shè)想把物體放到地球的中心，此時F＝Geq\f(Mm,r2)已不適用。地球的各部分對物體的吸引力是對稱的，故物體受到的地球的萬有引力是零，故應(yīng)選A。6．(多選)對于太陽與行星間的引力表達(dá)式F＝Geq\f(Mm,r2)，下列說法正確的是()A．公式中的G為比例系數(shù)，與太陽、行星均無關(guān)B．M、m彼此受到的引力總是大小相等C．M、m彼此受到的引力是一對平衡力，合力等于0，M和m都處于平衡狀態(tài)D．M、m彼此受到的引力是一對作用力與反作用力解析：選ABD太陽與行星間的引力是兩物體因質(zhì)量而引起的一種力，分別作用在兩個物體上，是一對作用力與反作用力，不能進行合成，故B、D正確，C錯誤；公式中的G為比例系數(shù)，與太陽、行星均沒有關(guān)系，A正確。7．(多選)關(guān)于引力常量G，下列說法中正確的是()A．G值的測出使萬有引力定律有了真正的實用價值B．引力常量G的大小與兩物體質(zhì)量的乘積成反比，與兩物體間距離的平方成正比C．引力常量G在數(shù)值上等于兩個質(zhì)量都是1kg的可視為質(zhì)點的物體相距1m時的相互吸引力D．引力常量G是不變的，其數(shù)值大小與單位制的選擇無關(guān)解析：選AC利用G值和萬有引力定律不但能“稱”出地球的質(zhì)量，而且可測定遠(yuǎn)離地球的一些天體的質(zhì)量、平均密度等，故A正確；引力常量G是一個普遍適用的常量，其數(shù)值等于兩個質(zhì)量都是1kg的質(zhì)點相距1m時的相互吸引力，它的大小與所選的單位有關(guān)，故B、D錯誤，C正確。8．(多選)下列說法正確的是()A．在探究太陽對行星的引力規(guī)律時，我們引用了公式F＝eq\f(mv2,r)，這個關(guān)系式實際上是牛頓第二定律；是可以在實驗室中得到驗證的B．在探究太陽對行星的引力規(guī)律時，我們引用了公式v＝eq\f(2πr,T)，這個關(guān)系式實際上是勻速圓周運動的一個公式，它是由速度的定義式得來的C．在探究太陽對行星的引力規(guī)律時，我們引用了公式eq\f(r3,T2)＝k，這個關(guān)系式是開普勒第三定律，是可以在實驗室中得到證明的D．在探究太陽對行星的引力規(guī)律時，使用的三個公式，都是可以在實驗室中得到證明的解析：選AB開普勒的三大定律是總結(jié)行星運動的觀察結(jié)果而總結(jié)歸納出來的規(guī)律，每一條都是經(jīng)驗定律，都是從觀察行星運動所取得的資料中總結(jié)出來的，故開普勒的三大定律都是在實驗室中無法驗證的定律。9．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小為()A．0 B.eq\f(GM,R＋h2)C.eq\f(GMm,R＋h2) D.eq\f(GM,h2)解析：選B飛船受的萬有引力等于在該處所受的重力，即Geq\f(Mm,R＋h2)＝mg，得g＝eq\f(GM,R＋h2)，選項B正確。10．火箭在高空某處所受的引力為它在地面某處所受引力的一半，則火箭離地面的高度與地球半徑之比為()A．(eq\r(2)＋1)∶1 B．(eq\r(2)－1)∶1C.eq\r(2)∶1 D．1∶eq\r(2)解析：選B設(shè)地球的半徑為R，火箭離地面高度為h，所以Fh＝eq\f(GMm,R＋h2)，F(xiàn)地＝eq\f(GMm,R2)，其中Fh＝eq\f(1,2)F地，因此eq\f(h,R)＝eq\f(\r(2)－1,1)，選項B正確。11．已知太陽的質(zhì)量為M，地球的質(zhì)量為m1，月球的質(zhì)量為m2，當(dāng)發(fā)生日食時，太陽、月球、地球幾乎在同一直線上，且月球位于太陽與地球中間，如圖1所示。設(shè)月球到太陽的距離為a，到地球的距離為b，則太陽對地球的引力F1和太陽對月球的引力F2的大小之比為多少？圖1解析：由太陽對地球和月球的吸引力滿足F＝Geq\f(Mm,r2)，知：太陽對地球的引力F1＝Geq\f(Mm1,a＋b2)，太陽對月球的引力F2＝Geq\f(Mm2,a2)，故eq\f(F1,F2)＝eq\f(m1a2,m2a＋b2)。答案：eq\f(m1a2,m2a＋b2)12．一物體在地球表面重16N，它在以5m/s2的加速度加速上升的火箭中的視重為9N，則此火箭離地球表面的距離為地球半徑的多少倍？(g取10m/s2)解析：設(shè)此時火箭上升到離地球表面高度h處，火箭中物體的視重等于物體受到的支持力FN，物體受到的重力為mg′，g′是高為h處的重力加速度，由牛頓第二定律得FN－mg′＝ma①，其中m＝eq\f(G,g)，代入①式得mg′＝FN－eq\f(G,g)a＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(9－\f(16,10)×5))N＝1N。在距離地面高度為h處，物體的重力為1N，物體的重力等于萬有引