7.2 万有引力定律（备作业）-2021-2022学年高一物理同步备课系列（人教版2019 必修第二册）.zip

第1 页,共 4 页7.2 万有引力定律万有引力定律一、选择题一、选择题1根据开普勒定律可知：木星绕太阳运行的轨道是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。下列说法正确的是（）A木星绕太阳运行的加速度大小始终保持不变B太阳对木星的万有引力大于木星对太阳的万有引力C木星运动到近日点时的线速度最大D木星公转轨道半长轴的立方与公转周期平方的比值为，值与木星的质量有关kk21687 年牛顿在总结了前人研究成果的基础上提出了万有引力定律，并通过月一地检验证明了地球对地面物体的引力与行星对卫星的引力具有相同的性质。当时牛顿掌握的信息有：地球表面的重力加速度 g=9.8m/s2，月球绕地球做圆周运动的轨道半径为，83.8 10 mr 约为地球半径的 60 倍，月球的公转周期约为 27.3 天。下列关于月一地检验的说法中正确的是（）A牛顿“月地检验”是为了验证地面上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一种性质力B牛顿计算出了月球对月球表面物体的万有引力的数值，从而完成了月一地检验C牛顿计算出了月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，从而完成了月一16地检验D牛顿计算出了地球表面重力加速度约为月球绕地球做圆周运动的加速度的，从而13600完成了月一地检验3使用扭秤第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量 G 的数值的物理学家是（）A卡文迪许B第谷C开普勒D伽利略4某实心均匀球半径为 R，质量为 M，在球外壳离球面 h 高处有一质量为 m 的质点，则其万有引力大小为（）A B C D 2MmGR2()MmGRh2MmGh22MmGRh5.两个质量均匀的球体，相距 r，它们之间的万有引力为 1108 N，若它们的质量、距离都增加为原来的两倍，则它们之间的万有引力为()A4108 NB1108 NC2108 N D8108 N第2 页,共 4 页6.质量为 m1的物体 A 和质量为 m2的物体 B 之间的万有引力的表达式为，122m mFGr下列说法正确的是（ ）A当两物体间的距离 r 趋于零时，万有引力趋于无穷大B当有第 3 个物体放入 A、B 之间时，A 和 B 间的万有引力不变C若 m1 m2，则物体 A 受到的引力大于物体 B 受到的引力D物体 A 与物体 B 之间的引力大小总是相等的7如果设某行星的质量为 m，绕太阳运动的线速度大小为，公转周期为 T，轨道半径为r，太阳的质量为 M，那么下列说法错误的是（）A教材在探究太阳对行星的引力大小 F 的规律时，引入了公式，这个关系式实际2Frvm上是牛顿第二定律B教材在探究太阳对行星的引力大小 F 的规律时，引入了公式，这个关系式实际2 rvT上是匀速圆周运动的一个公式C教材在探究太阳对行星的引力大小 F 的规律时，引入了公式，这个公式实质上32rkT是开普勒第三定律，是不可以在实验室中得到验证的D教材在探究太阳与行星间的引力大小 F 的规律时，先得到关系式，再借助相对2mFr运动的知识（即可以认为太阳绕行星做匀速圆周运动）得到2MmFr8如图所示为一质量为 M 的球形物体，质量分布均匀，半径为 R，在距球心 2R 处有一质量为 m 的质点。若将球体挖去一个半径为的小球，两球心和质点在同一直线上，且挖去2R的球的球心在原来球心和质点连线外，两球表面相切。已知引力常量为 G，则剩余部分对质点的万有引力的大小为（）AB2736GMmR21136GMmR第3 页,共 4 页CD223100GMmR229100GMmR9如图所示，等边三角形 ABC 边长为 L，在三角形的三顶点 A、B、C 各固定质量均为 m 的三个小球，已知万有引力常量为 G，则 C 点小球受 A、B 两点小球的万有引力的合力为（）ABCD222mGL223mGL222mGL223mGL10黑洞是一种密度极大，引力极大的天体，以至于光都无法逃逸。黑洞的大小由史瓦西半径公式决定，其中引力常量，光速，天体22GMRc11226.67 10Nkg/mG 830 10 m/sc=的质量为 M。已知太阳的质量约为 21030kg，假如它变成一个黑洞，则“太阳黑洞”的半径约为（）A1cmB1mC3kmD300km二、非选择题二、非选择题11已知地球质量为 6.01024 m，月球质量为 7.31022kg，地球和月球之间的距离为 3.8108 m求：（1）地球对月球的万有引力为多大？（2）如果把月球围绕地球运转近似看成匀速圆周运动，月球的向心加速度和线速度各为多大？（万有引力常量 G=6.671011 Nm2/kg2）12如图所示，火箭内平台上放有一测试仪，火箭从地面启动后，以大小为的58g加速度竖直向上做匀加速运动，升到某一高度时，测试仪对平台的压力为启动前压力的。已知地球半径为 R，地面附近的重力加速度为 g，求：1916（1）该高度处的重力加速度；g（2）火箭此时离地面的高度 H。第4 页,共 4 页第1 页,共 8 页7.2 万有引力定律万有引力定律一、选择题一、选择题1根据开普勒定律可知：木星绕太阳运行的轨道是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。下列说法正确的是（）A木星绕太阳运行的加速度大小始终保持不变B太阳对木星的万有引力大于木星对太阳的万有引力C木星运动到近日点时的线速度最大D木星公转轨道半长轴的立方与公转周期平方的比值为，值与木星的质量有关kk【答案】C【解析】A由2GMmmar得木星绕太阳运行的加速度2GMar随着距离的变化，大小改变，故 A 错误；B太阳对木星的引力等于木星对太阳的引力，两者是相互作用力，故 B 错误；C根据开普勒第二定律可知，木星运动到近日点时线速度最大，故 C 正确；D根据开普勒第三定律可知，木星公转轨道半长轴的立方与公转周期平方的比值为 k，k值与太阳的质量有关，故 D 错误。故选 C。21687 年牛顿在总结了前人研究成果的基础上提出了万有引力定律，并通过月一地检验证明了地球对地面物体的引力与行星对卫星的引力具有相同的性质。当时牛顿掌握的信息有：地球表面的重力加速度 g=9.8m/s2，月球绕地球做圆周运动的轨道半径为，83.8 10 mr 约为地球半径的 60 倍，月球的公转周期约为 27.3 天。下列关于月一地检验的说法中正确的是（）A牛顿“月地检验”是为了验证地面上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一种性质力B牛顿计算出了月球对月球表面物体的万有引力的数值，从而完成了月一地检验C牛顿计算出了月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，从而完成了月一16地检验D牛顿计算出了地球表面重力加速度约为月球绕地球做圆周运动的加速度的，从而13600完成了月一地检验【答案】A第2 页,共 8 页【解析】A牛顿“月地检验”是为了验证地面上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一种性质力，故 A 正确；B月球的质量是未知的，所以牛顿不能计算出了月球对月球表面物体的万有引力的数值，故 B 错误；C牛顿不能计算出了月球对月球表面物体的万有引力的数值，也不能算出了月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，故 C 错误；16D物体在月球轨道上受到地球引力为22(60 )3600MmGMmFGRR即物体在月球轨道上受到的地球引力是其在地面附近受到的地球引力的，则月球绕地13600球做圆周运动的加速度约为地球表面重力加速度的从而完成了月-地检验，故 D 错误。13600故选 A。3使用扭秤第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量 G 的数值的物理学家是（）A卡文迪许B第谷C开普勒D伽利略【答案】 A【解析】卡文迪许使用扭秤第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量 G 的数值。故 A正确，BCD 错误。故选 A。4某实心均匀球半径为 R，质量为 M，在球外壳离球面 h 高处有一质量为 m 的质点，则其万有引力大小为（）A B C D 2MmGR2()MmGRh2MmGh22MmGRh【答案】B【解析】由万有引力公式得22()G M mG M mFrRh故 B 正确，ACD 错误。故选 B。5.两个质量均匀的球体，相距 r，它们之间的万有引力为 1108 N，若它们的质量、距离都增加为原来的两倍，则它们之间的万有引力为()第3 页,共 8 页A4108 NB1108 NC2108 N D8108 N【答案】B【解析】原来的万有引力为：F，后来变为：F，即：GMmr2G2M2m2r2GMmr2FF1108 N故选 B.6.质量为 m1的物体 A 和质量为 m2的物体 B 之间的万有引力的表达式为，122m mFGr下列说法正确的是（ ）A当两物体间的距离 r 趋于零时，万有引力趋于无穷大B当有第 3 个物体放入 A、B 之间时，A 和 B 间的万有引力不变C若 m1 m2，则物体 A 受到的引力大于物体 B 受到的引力D物体 A 与物体 B 之间的引力大小总是相等的【答案】 BD【解析】A当两物体间的距离 r 趋向零时，两物体不能看成质点，万有引力定律不再适用，得不到万有引力趋于无穷大的结论，A 错误；B两物体间的万有引力与第三个物体是否存在无关，B 正确；CD两个物体间的万有引力总是大小相等，方向相反，是一对作用力和反作用力，大小一定是相等的，C 错误、D 正确。故选 BD。7如果设某行星的质量为 m，绕太阳运动的线速度大小为，公转周期为 T，轨道半径为r，太阳的质量为 M，那么下列说法错误的是（）A教材在探究太阳对行星的引力大小 F 的规律时，引入了公式，这个关系式实际2Frvm上是牛顿第二定律B教材在探究太阳对行星的引力大小 F 的规律时，引入了公式，这个关系式实际2 rvT上是匀速圆周运动的一个公式C教材在探究太阳对行星的引力大小 F 的规律时，引入了公式，这个公式实质上32rkT是开普勒第三定律，是不可以在实验室中得到验证的D教材在探究太阳与行星间的引力大小 F 的规律时，先得到关系式，再借助相对2mFr运动的知识（即可以认为太阳绕行星做匀速圆周运动）得到2MmFr第4 页,共 8 页【答案】D【解析】A在探究太阳对行星的引力大小 F 的规律时，引入的公式实际上是牛顿2Frvm第二定律，故 A 正确；B在探究太阳对行星的引力大小 F 的规律时，引用的公式实际上是匀速圆周运动2 rvT的一个公式，故 B 正确；C在探究太阳对行星的引力大小 F 的规律时，引入的公式实质上是开普勒第三定32rkT律，是开普勒通过研究行星运动的观测数据得到的，不能在实验室中得到验证，故 C 正确；D在探究太阳与行星间的引力大小 F 的规律时，先得到关系式，再借助相互作用2mFr的关系，得到，故 D 错误。2MmFr故选 D。8如图所示为一质量为 M 的球形物体，质量分布均匀，半径为 R，在距球心 2R 处有一质量为 m 的质点。若将球体挖去一个半径为的小球，两球心和质点在同一直线上，且挖去2R的球的球心在原来球心和质点连线外，两球表面相切。已知引力常量为 G，则剩余部分对质点的万有引力的大小为（）AB2736GMmR21136GMmRCD223100GMmR229100GMmR【答案】C【解析】由于挖去的球体半径是原球体半径的，则挖去的球体质量是原343mVr12球体质量的，所以挖去的球体质量，未挖时，原球体对质点的万有引力1818MM第5 页,共 8 页124GMmFR挖去部分对质点的万有引力222(2.5 )50GMmGMmFRR则剩余部分对质点的万有引力大小12223100GMmFFFR故 ABD 错误， C 正确。故选 C。9如图所示，等边三角形 ABC 边长为 L，在三角形的三顶点 A、B、C 各固定质量均为 m 的三个小球，已知万有引力常量为 G，则 C 点小球受 A、B 两点小球的万有引力的合力为（）ABCD222mGL223mGL222mGL223mGL【答案】 D【解析】由万有引力公式可得，A、B 两点小球对 C 点小球的万有引力为ACBCFF、22ACBCmFFGLA、B 两点小球对 C 点小球的万有引力的夹角为，则两力的合力为ACBCFF、60222cos303ACmFFGL