2024-2025學年高中物理第六章萬有引力與航天2太陽與行星間的引力課后作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGEPAGE4太陽與行星間的引力eq\o(\s\up7(限時：45分鐘),\s\do5())一、單項選擇題1．人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，衛(wèi)星所受萬有引力F與軌道半徑r的關系是(D)A．F與r成正比B.F與r成反比C．F與r2成正比 D.F與r2成反比解析：衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運動時，向心力由萬有引力供應，此時衛(wèi)星與地球間的距離即為衛(wèi)星的軌道半徑，由太陽與行星間的引力F＝eq\f(GMm,r2)可知，D正確．2．在牛頓發(fā)覺太陽與行星間的引力過程中，已知太陽對行星的引力表達式推出行星對太陽的引力表達式，是一個很關鍵的論證步驟，這一步驟采納的論證方法是(C)A．探討對象的選取 B．志向化過程C．類比 D．等效解析：太陽對行星的引力表達式為F∝eq\f(m,r2)，被吸引的物體為行星且質量為m，行星對太陽的引力和太陽對行星的引力是同種性質的力，其表達式與太陽對行星引力的表達式應有相同的表達形式，被吸引的物體是太陽且質量為M，行星對太陽引力的表達式應為F′∝eq\f(M,r2)，這一論證過程是類比論證過程，選項C正確．3．地球對月球具有相當大的萬有引力，可它們沒有靠在一起，這是因為(D)A．不僅地球對月球有萬有引力，而且月球對地球也有萬有引力，這兩個力大小相等，方向相反，相互抵消了B．不僅地球對月球有萬有引力，而且太陽系中的其他星球對月球也有萬有引力，這些力的合力為零C．地球對月球的引力還不算大D．地球對月球的萬有引力不斷變更月球的運動方向，使得月球圍繞地球運動4．行星之所以繞太陽運行，是因為(C)A．行星運動時的慣性作用B．太陽是宇宙的限制中心，全部星體都繞太陽旋轉C．太陽對行星有約束運動的引力作用D．行星對太陽有排斥力作用，所以不會落向太陽解析：行星繞太陽做曲線運動，軌跡向太陽方向彎曲，是因為太陽對行星有引力作用，C對；行星之所以沒有落向太陽，是因為引力供應了向心力，并非是對太陽有排斥力，D錯；慣性應使行星沿直線運動，A錯；太陽不是宇宙中心，并非全部星體都繞太陽運動，B錯．5．關于太陽對行星的引力，下列說法中正確的是(C)A．太陽對行星的引力供應行星做勻速圓周運動的向心力，因此有F引＝meq\f(v2,r)，由此可知，太陽對行星的引力F引與太陽到行星的距離r成反比B．太陽對行星的引力供應行星繞太陽運動的向心力，因此有F引＝meq\f(v2,r)，由此可知，太陽對行星的引力F引與行星運行速度的二次方成正比C．太陽對不同行星的引力，與行星的質量成正比，與行星和太陽間的距離的二次方成反比D．以上說法均不對解析：由向心力表達式F＝eq\f(mv2,r)和v與T的關系式v＝eq\f(2πr,T)得F＝eq\f(4π2mr,T2)①依據(jù)開普勒第三定律eq\f(r3,T2)＝k變形得T2＝eq\f(r3,k)②聯(lián)立①②有F＝eq\f(4π2k·m,r2)故太陽對不同行星的引力，與行星的質量成正比，與行星和太陽間距離的二次方成反比．二、多項選擇題6．對于太陽與行星間的引力表達式：F＝eq\f(GMm,r2)，下列說法正確的是(BD)A．公式中G為引力常量，與太陽、行星均無關，是人為規(guī)定的B．M、m彼此受到的萬有引力總是大小相等C．M、m彼此受到的引力是一對平衡力，合外力等于零，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和反作用力解析：萬有引力是兩個物體之間因質量而引起的一種力，分別作用在兩個物體上，是一對作用力和反作用力，不能進行合成．7．關于太陽對行星的引力，下列說法正確的是(AD)A．太陽對行星的引力供應行星做勻速圓周運動的向心力B．太陽對行星的引力大小與行星的質量成正比，與行星和太陽間的距離成反比C．太陽對行星的引力公式是由試驗得出的D．太陽對行星的引力公式是由開普勒定律和行星繞太陽做勻速圓周運動的規(guī)律推導出來的解析：太陽對行星的引力供應了行星做圓周運動的向心力，故A項對；太陽對行星的引力大小應與“太陽和行星的距離的平方”成反比，故B項錯；太陽對行星的引力公式不是干脆由試驗得出的，它是在試驗視察的基礎上，利用開普勒定律和勻速圓周運動的規(guī)律推導出來的，故C錯、D對．8．關于太陽與行星間的引力，下列說法中正確的是(BD)A．由于地球比木星離太陽近，所以太陽對地球的引力肯定比對木星的引力大B．行星繞太陽沿橢圓軌道運動時，在近日點所受引力大，在遠日點所受引力小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．行星繞太陽的橢圓軌道可近似看作圓形軌道，其向心力來源于太陽對行星的引力解析：依據(jù)F＝eq\f(GMm,r2)，太陽對行星的引力大小，與m、r有關，對同一行星，r越大，F(xiàn)越小，B正確；對不同行星，r越小，F(xiàn)不肯定越大，還要由行星質量確定，A錯誤；公式中G為比例系數(shù)，是一常量，與F、r、M、m均無關，C錯誤；通常的探討中，行星繞太陽的橢圓軌道近似看作圓形，向心力由太陽對行星的引力供應，D正確．三、非選擇題9．某物體在地球表面上受到地球對它的引力為800N，為使此物體受到的引力減至50N，物體距地面的高度為3R.(R為地球半徑)解析：由萬有引力公式F＝Geq\f(Mm,R2)知，當?shù)厍蛸|量M和物體質量m大小都不變時，物體受到地球的萬有引力與它到地心的距離的平方成反比，設當物體受到的萬有引力為50N時，距地面的高度為h，則eq\f(R＋h2,R2)＝eq\f(800,50)，解得h＝3R.10．與行星繞太陽運動一樣，衛(wèi)星之所以能繞地球運動也同樣是因為它受到地球的引力，假設有一顆人造地球衛(wèi)星，質量為m，繞地球運動的周期為T，軌道半徑為r，則應有F＝eq\f(4π2mr,T2).由此有人得出結論：地球對衛(wèi)星的引力F應與r成正比，你認為該結論是否正確？若不正確錯在何處？答案：見解析解析：不正確．F與r成正比，是建立在T不變的前提下的，由開普勒第三定律，人造衛(wèi)星的r發(fā)生變更時，周期T也在變更，所以不能說F與r成正比．11．地球通信衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)離地面高度為3.6×107m，地球半徑R＝6.4×106m，則它受到的地球引力是它在地面時受到的引力的多少倍？答案：0.023倍解析：設地球質量為M，同步衛(wèi)星質量為m，離地高為h，則同步衛(wèi)星在地面受到的引力F1＝Geq\f(Mm,R2)，在高空受到的引力F2＝Geq\f(Mm,R＋h2).所以eq\f(F2,F1)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R,R＋h)))2＝（eq\f(6.4×106,6.4×106＋3.6×107)2）≈）0.023倍．12．已知太陽的質量為M，地球的質量為m1，月亮的質量為m2，當發(fā)生日全食時，太陽、月亮、地球幾乎在同始終線上，且月亮位于太陽與地球之間，如圖所示．設月亮到太陽的距離為a，地球到月亮的距離為b，則太陽對地球的引力F1