6.2《太陽與行星間的引力》

1、基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1在牛頓發(fā)現(xiàn)太陽與行星間引力的過程中，得出太陽對(duì)行星的引力表達(dá)式后推出行星對(duì)太陽的引力表達(dá)式，這是一個(gè)很關(guān)鍵的論證步驟，這一步驟采用的論證方法是()A研究對(duì)象的選取 B理想化過程C類比方法 D等效的思維方法【解析】太陽對(duì)行星的引力表達(dá)式F，被吸引的物體為行星，其質(zhì)量為m.行星對(duì)太陽的引力和太陽對(duì)行星的引力是同性質(zhì)的力，行星對(duì)太陽引力的表達(dá)式與太陽對(duì)行星引力的表達(dá)式應(yīng)有相同的形式如果被吸引的物體是太陽且質(zhì)量為M，則行星對(duì)太陽引力的表達(dá)式應(yīng)為F，這一論證過程是類比論證過程【答案】C2關(guān)于太陽與行星間的引力，下列說法中正確的是()A由于地球比木星離太陽近，所以太陽對(duì)地球的引力一定比對(duì)木星的引

2、力大B行星繞太陽沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，在從近日點(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)所受引力變小C由FG可知G，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做圓形軌道，其向心力來源于太陽對(duì)行星的引力【解析】由F，太陽對(duì)行星的引力大小，與m、r有關(guān)，對(duì)同一行星，r越大，F(xiàn)越小，B正確，對(duì)不同行星，r越小，F(xiàn)不一定越大，還要由行星質(zhì)量決定，A錯(cuò)誤，公式中G為比例系數(shù)，是一常量，與F、r、M、m均無關(guān)，C錯(cuò)誤，通常的研究中，行星繞太陽的橢圓軌道近似看做圓形軌道，向心力由太陽對(duì)行星的引力提供，D正確【答案】BD3關(guān)于太陽與行星間引力F的下列說法中正確的是()A公式中的G是比例系數(shù)，是人為

3、規(guī)定的B這一規(guī)律是根據(jù)開普勒定律和牛頓第三定律推出的C太陽與行星間的引力是一對(duì)平衡力D檢驗(yàn)這一規(guī)律是否適用于其他天體的方法是比較觀測(cè)結(jié)果與推理結(jié)果的吻合性【解析】公式F中G是比例系數(shù)，與太陽、行星均無關(guān)，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得，不是人為規(guī)定的，A錯(cuò)誤該公式由開普勒定律和牛頓第三定律推出，適用于任何兩個(gè)物體間，檢驗(yàn)方法是比較觀測(cè)結(jié)果與推理結(jié)果的吻合性，B、D正確太陽與行星間的引力是一對(duì)作用力與反作用力，C錯(cuò)誤【答案】BD4蘋果落向地球，而不是地球向上運(yùn)動(dòng)碰到蘋果，發(fā)生這個(gè)現(xiàn)象的原因是()A蘋果質(zhì)量小，對(duì)地球的引力小，而地球質(zhì)量大，對(duì)蘋果引力大造成的B地球?qū)μO果有引力，而蘋果對(duì)地球無引力造成的C蘋果與地球間的

4、引力是大小相等的，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(duì)【解析】地球?qū)μO果的引力和蘋果對(duì)地球的引力是一對(duì)作用力和反作用力，總是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上，所以A、B錯(cuò)誤因?yàn)樘O果質(zhì)量相對(duì)地球很小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，落回了地球且產(chǎn)生明顯的加速度，地球質(zhì)量大，不能產(chǎn)生明顯加速度，所以C正確【答案】C5根據(jù)開普勒關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)知：太陽對(duì)行星的引力F，行星對(duì)太陽的引力F，其中M、m、r分別為太陽、行星質(zhì)量和太陽與行星間的距離，下列說法正確的是()A由F和F知FFmMBF和F大小相等，是作用力與反作用力CF和F大小相等，是同一個(gè)力D太陽對(duì)行星的引力提供行星繞

5、太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力【解析】F和F大小相等、方向相反是作用力和反作用力，太陽對(duì)行星的引力是行星繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故正確答案為B、D.【答案】BD6在探究太陽與行星間的引力的思考中，屬于牛頓的猜想的是()A使行星沿圓軌道運(yùn)動(dòng)，需要一個(gè)指向圓心的向心力，這個(gè)力就是太陽對(duì)行星的吸引力B行星運(yùn)動(dòng)的半徑越大，其做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)周期越大C行星運(yùn)動(dòng)的軌道是一個(gè)橢圓D任何兩個(gè)物體之間都存在太陽和行星之間存在的這種類型的引力【解析】牛頓認(rèn)為任何方式變速度都需要力(這種力存在于任何兩物體之間)，行星沿圓或橢圓運(yùn)動(dòng)，需要指向圓心或橢圓焦點(diǎn)的力，這個(gè)力是太陽對(duì)它的引力D選項(xiàng)不屬于探究太陽與行星引力的猜想【答

6、案】A7隕石落向地球(如圖)是因?yàn)?)A隕石對(duì)地球的引力遠(yuǎn)小于地球?qū)﹄E石的引力，所以隕石才落向地球B隕石對(duì)地球的引力和地球?qū)﹄E石的引力大小相等，但隕石的質(zhì)量小，加速度大，所以隕石改變運(yùn)動(dòng)方向落向地球C太陽不再吸引隕石，所以隕石落向地球D隕石是受到其他星球斥力作用落向地球的【解析】兩個(gè)物體間的引力是一對(duì)作用力與反作用力，它們的大小相等，且在任何情況下都存在，故選項(xiàng)A、C、D不正確隕石落向地球是由于隕石的質(zhì)量和地球相比小得多，故運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變且加速度大，選項(xiàng)B正確【答案】B8已知太陽的質(zhì)量M2.01030 kg，地球的質(zhì)量m6.01024 kg，太陽與地球相距r1.51011 m，(比例系數(shù)G6

7、.671011 Nm2/kg2)求：(1)太陽對(duì)地球的引力；(2)地球?qū)μ柕囊Α敬鸢浮?1)3.561022 N(2)3.561022 N能力提升1把行星運(yùn)動(dòng)近似看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)以后，開普勒第三定律可寫為T2，則可推得()A行星受太陽的引力為FkB行星受太陽的引力都相同C行星受太陽的引力為FD質(zhì)量越大的行星受太陽的引力一定越大【解析】太陽對(duì)行星的引力提供行星繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則Fm，又v，結(jié)合T2，可得F，故C正確【答案】C2人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星所受地球的引力F與軌道半徑r的關(guān)系是()AF與r成正比 BF與r成反比CF與r2成正比 DF與r2成反比【解析】由FG知，F(xiàn)

8、與r2成反比，故只有D正確【答案】D32009年2月11日，俄羅斯的“宇宙2251”衛(wèi)星和美國的“銥33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805 km處發(fā)生碰撞這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件碰撞過程中產(chǎn)生的大量碎片可能會(huì)影響太空環(huán)境假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓，甲的運(yùn)行速率比乙的大，則下列說法中正確的是()A甲的運(yùn)行周期一定比乙的長B甲距地面的高度一定比乙的高C甲的向心力一定比乙的小D甲的加速度一定比乙的大【解析】根據(jù)m，可得v ，甲的速率大，甲碎片的軌道半徑小，故B錯(cuò)；根據(jù)mr2，可得T2 ，甲碎片的軌道半徑小，可知甲的周期小，故A錯(cuò)；由于兩碎片的質(zhì)量未知，無法判斷向心力的大小

9、，故C錯(cuò)；根據(jù)ma，可得a，甲碎片的軌道半徑小，可知甲的加速度比乙大，故D對(duì)【答案】D4一物體靜置在平均密度為的球形天體表面的赤道上已知萬有引力常量G，若由于天體自轉(zhuǎn)使物體對(duì)天體表面的壓力恰好為零，則天體自轉(zhuǎn)周期為()A. B.C. D.【解析】由萬有引力提供向心力得：Gmr2而MR3，rR，解得T，故正確答案為D.【答案】D5一探月衛(wèi)星在地月轉(zhuǎn)移軌道上運(yùn)行，某一時(shí)刻正好處于地心和月心的連線上，衛(wèi)星在此處所受地球引力與月球引力之比為4：1.已知地球與月球的質(zhì)量之比約為81：1，則該處到地心與到月心的距離之比約為_【解析】設(shè)地球質(zhì)量為M，月球質(zhì)量為m，探月衛(wèi)星的質(zhì)量為m.某一時(shí)刻探月衛(wèi)星處于地心和月心的連線上，衛(wèi)星距離地心的距離為R，距離月心的距離為r.太陽與行星間的引力公式FG同樣適用于該處，所以有：地球?qū)μ皆滦l(wèi)星的引力F地G，月球?qū)μ皆滦l(wèi)星的引力F月G.由題意知，聯(lián)立以上各式，容易解得.【答案】9：26.火星和地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)可以近似看做為同一平面內(nèi)同方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知火星的軌道半徑r火1.51011 m，地球的軌道半徑r地1.01011 m，從如圖所示的火星與地球相距最近的時(shí)