7.2 万有引力定律 同步练习
一、单选题
1.如图所示,2021年12月9日,翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员在“中国空间站”以天地互动的方式进行了8项太空授课项目,取得了非常好的效果。若将“中国空间站”绕地球的运动视为匀速圆周运动,已知“中国空间站”的质量为m,运动轨道半径为r。将地球视为质量分布均匀的球体,其质量为M,引力常量为G,则地球对“中国空间站”的万有引力大小为( )
A. B. C. D.
2.关于牛顿运动定律和物体的运动状态与其受力的关系,以下说法正确的是( )
A.物体受到不为零的恒定合外力,物体一定做匀变速直线运动
B.物体做曲线运动是变速运动,合外力可能恒定不变
C.物体受到的合外力方向与初速度方向相反时,物体一定做减速直线运动
D.苹果之所以能落地,是因为受到的地球的吸引力;而月亮之所以能绕地球圆周运动而没有掉到地球上,是因为地球对它没有力的作用
3.以下说法正确的是( )
A.牛顿在前人研究基础上总结出万有引力定律,并计算出了引力常量
B.月—地检验表明地面物体和月球受地球的引力与太阳、行星间的引力遵从相同的规律
C.英国物理学家卡文迪什测出引力常量,并直接测出了地球的质量
D.德国天文学家开普勒对他的导师第谷观测的行星数据进行了多年研究,得出万有引力定律
4.如图所示,甲、乙为两颗轨道在同一平面内的地球人造卫星,其中甲卫星的轨道为圆形,乙卫星的轨道为椭圆形,M、N分别为椭圆轨道的近地点和远地点,P点为两轨道的一个交点,圆形轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等。以下说法正确的是( )
A.卫星乙在M点的线速度小于在N点的线速度
B.卫星甲在P点的线速度小于卫星乙在N点的线速度
C.卫星甲的周期等于卫星乙的周期
D.卫星甲在P点的加速度大于卫星乙在P点的加速度
5.设地球是半径为R的均匀球体,质量为M,若把质量为m的物体放在地球的中心,则物体受到的地球的万有引力大小为( )
A.零 B.无穷大
C.G D.无法确定
6.在如图所示的3个力学实验中,运用共同的物理方法是( )
A.理想模型的方法 B.微小量放大的方法
C.对称的方法 D.类比的方法
7.关于行星运动定律和万有引力定律的建立过程,下列说法正确的是( )
A.第谷通过整理大量的天文观测数据得到行星运动定律
B.卡文迪什在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量,测出了引力常量的数值
C.开普勒通过总结论证,总结出了万有引力定律
D.哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
8.在经典力学发展过程中,很多物理学家作出了卓越的贡献。下列说法正确的是( )
A.伽利略认为力是维持物体运动的原因
B.哥白尼是地心说的支持者
C.开普勒在第谷的基础上、结合自己的实验观测,总结出行星运动的规律
D.牛顿提出万有引力定律,并规定了引力常量G的数值和单位
9.要使相距较远的两物体间的万有引力增加到原来的4倍,下列办法不可行的是( )
A.使两物体的质量各变成原来2倍,距离不变
B.使其中一个物体的质量增加到原来的4倍,距离不变
C.使两物体间的距离增为原来的,质量不变
D.使两物体间的距离和质量都减少原来的
10.在力学理论建立的过程中有许多伟大的科学家做出了贡献,下列有关科学家和他们的贡献说法错误的是( )
A.卡文迪什通过实验测出了引力常量G
B.牛顿是被人们称为“能称出地球质量的人”
C.万有引力常量是一个有单位的常量
D.开普勒发现了行星运动的规律
11.陨石落向地球是因为( )
A.陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等,但陨石的质量小,加速度大,所以改变运动方向落向地球
B.陨石对地球的引力远小于地球对陨石的引力
C.地球对陨石有引力,陨石对地球无引力
D.陨石是在受到其他星球斥力作用后落向地球的
12.用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位,下列符合要求的是( )
A. B. C. D.
二、填空题
13.自然界中任何物体之间都相互吸引,即万有引力:F万=________________
14.有一星球的密度与地球相同,但它表面处的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍,则星球半径与地球半径之比为____________,星球质量与地球质量之比为____________。
15.月—地检验
(1)检验目的:检验地球绕太阳运动、月球绕地球运动的力与地球对树上苹果的引力是否为_____的力。
(2)检验方法:
a.假设地球与月球间的作用力和太阳与行星间的作用力是同一种力,它们的表达式也应该满足。
b.根据牛顿第二定律,月球绕地球做圆周运动的向心加速度(式中m地是地球质量,r是地球中心与月球中心的距离)。
c.假设地球对苹果的吸引力也是同一种力,同理可知,苹果的自由落体加速度(式中m地是地球的质量,R是地球中心与苹果间的距离)。
d.,由于r≈60R,所以。
(3)验证:
a.苹果自由落体加速度a苹=g=9.8 m/s2。
b.月球中心到地球中心的距离r=3.8×108 m。
月球公转周期T=27.3 d≈2.36×106 s
则a月=≈_______m/s2(保留两位有效数字)
______(数值)≈(比例)。
(4)结论:地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力,与太阳、行星间的引力遵从_____的规律。
16.两个物体间的引力大小,跟______________成正比,跟__________________成反比,方向在两物体连线上,这就是_______________________.
三、解答题
17.2016年9月15日,“天宫二号”空间实验室发射成功。10月19日“神舟十一号”飞船与在距地面高度为h的圆轨道上运行的“天宫二号”交会对接成功,如图所示.航天员景海鹏、陈冬进入“天宫二号”,驻留时长为t。已知地球质量为M,地球半径为R,“天宫二号”的质量为m,引力常量为G.求:
(1)“天宫二号”受到地球引力的大小。
(2)“天宫二号”绕地球运行的向心加速度的大小。
(3)“天宫二号”在航天员驻留时间t内通过的路程。
18.如图示,一个质量为M的匀质实心球,半径为R,如果从球上挖去一个直径为R的球,放在相距为d的地方。那么挖去部分与剩余部分的万有引力为多大?(引力常量为G)
19.两个质量为的同学,当他们相距时,他们之间的万有引力有多大?通过计算你可以知道,平常分析物体受力时,为什么可以不考虑万有引力。
20.正是由于卡文迪什测定了引力常量G,才使得万有引力定律在天文学的发展上起了重要的作用.此实验不仅证明了万有引力的存在更使得万有引力定律有了真正的实用价值.例如,可以用测定地球表面物体重力加速度的方法测定地球的质量,也正是由于这一应用,卡文迪什被人们称为“能称出地球质量的人”.若重力加速度g取,则还需要知道哪些物理量就能运用所学知识得出地球的质量?请具体估算一下地球质量大约为多少。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
2.B
3.B
4.C
5.A
6.B
7.B
8.C
9.D
10.B
11.A
12.C
13.
14. 4:1 64:1
15. 同一性质 2.7×10-3 2.8×10-4 相同
16. 两物体质量的乘积 两物体距离的平方 万有引力定律
17.(1);(2);(3)
18.
19.见详解
20.引力常量G;地球半径R;
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页