7.2万有引力定律 训练题 （word版含答案）
文档属性
| 名称 | 7.2万有引力定律 训练题 （word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 136.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-05 23:54:18 | ||
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文档简介
7.2万有引力定律 精选训练题
一、单选题
1．在人类对物质运动规律的认识过程中，许多物理学家大胆猜想、勇于质疑，取得了辉煌的成就。下列有关科学家及他们的贡献描述正确的是（ ）
A．卡文迪许在牛顿发现万有引力定律后，进行了“月—地检验”，将天体间的力和地球上物体的重力统一起来
B．在公式中，G称为引力常量，单位是N·m2/kg2
C．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星绕太阳做匀速圆周运动
D．万有引力定律只适用于天体，不适用于地面上的物体
2．根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动知识得太阳对行星的引力F∝m/r2，行星对太阳的引力F′∝M/r2，其中M,m,r分别为太阳的质量、行星的质量和太阳与行星间的距离.下列说法正确的是( )
A．由F∝m/r2和F′∝M/r2知F∶F′=m∶M
B．太阳的质量大于行星的质量，所以F＞F′
C．F和F′是一对平衡力，大小总是相等的
D．太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力
3．如有两艘轮船，质量都是1.0×107 kg，相距10 km，已知引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，则它们之间的万有引力的大小为（ ）
A．6.67×10-5 N，相比于船自身的重力，该引力可忽略
B．6.67×10-5 N，相比于船自身的重力，该引力不能忽略
C．6.67×106 N，相比于船自身的重力，该引力可忽略
D．6.67×106 N，相比于船自身的重力，该引力不能忽略
4．一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的两倍，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是它在地球上所受万有引力的( )
A．0.25倍 B．0.125倍 C．2.0倍 D．4.0倍
5．一个绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，它的轨道半径增加到原来的2倍后，仍做匀速圆周运动，则（ ）
A．根据公式可知地球提供的向心力将减小到原来的1/4
B．根据公式可知卫星运行的向心加速度减小到原来的1/2
C．根据公式v＝r可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍
D．根据公式可知卫星所需的向心力将减小到原来的1/2
6．若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（ ）
A．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
B．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的
C．月球表面的加速度约为地球表面的
D．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
7．从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。已知火星质量约为月球的9倍，半径约为月球的2倍，“祝融”火星车的质量约为“玉兔”月球车的2倍。在着陆前，“祝融”和“玉兔”都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时，“祝融”与“玉兔”所受陆平台的作用力大小之比为（ ）
A．9∶1 B．9∶2 C．36∶1 D．72∶1
8．宇航员王亚平在，“天宫一号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为m、距地球表面高度为h，地球质量为M、半径为R，引力常量为G，则飞船内的王亚平的加速度大小为（ ）
A．0 B． C． D．
9．两个行星的质量分别为m1和m2，它们绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，若它们只受太阳引力的作用，那么这两个行星的向心加速度之比为( )
A．1 B． C． D．
10．在探究太阳与行星间的引力的思考中，属于牛顿的猜想的是（ ）
A．行星运动的轨道是一个椭圆
B．行星运动的半径越大，其做圆周运动的运动周期越小
C．使行星沿圆轨道运动，需要一个指向圆心的力，这个力就是太阳对行星的吸引力
D．任何两个物体之间都存在太阳和行星之间存在的这种类型的引力
11．在讨论地球潮汐成因时,地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的倍,地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力,以下说法正确的是（ ）
A．太阳引力远大于月球引力
B．太阳引力与月球引力相差不大
C．月球对不同区域海水的吸引力大小相等
D．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异
12．关于太阳与行星间的引力，下列说法中正确的是（ ）
A．由于地球比木星离太阳近，所以太阳对地球的引力一定比对木星的引力大
B．行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在从近日点向远日点运动时所受引力变小
C．由=可知G=，由此可见G与F和r2的乘积成正比，与M太和m的乘积成反比
D．行星绕太阳运动的椭圆轨道可近似看成圆轨道，行星做圆周运动的向心力来源于太阳对行星的引力
13．要使两物体间万有引力减小到原来的，可采用的方法是（ ）
A．使两物体的质量各减少一半，距离变为原来的2倍
B．两物体间距离增至原来的2倍，质量不变
C．使两个物体质量减为原来的，距离变为原来的一半
D．使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的
二、填空题
14．当两个物体不能视作质点时，两物体之间的万有引力不能用公式直接计算．但可以用下述方法计算：将两个物体各分成很多质点，一个物体的每个质点与另外一个物体的每个质点之间都存在万有引力，这些质点之间的万有引力可用公式计算，所有质点间万有引力的合力就是这两个物体间的万有引力．现设想把一个质量为m的小球（可看作质点）放到地球的中心，则此小球与地球之间的万有引力为___________（已知地球质量M，半径为R）．
三、解答题
15．已知地球的质量m=6.0×1024kg，太阳的质量M=2.0×1030kg，地球绕太阳公转的轨道半径r=1.5×1011m，将地球绕太阳的运动看做匀速圆周运动，引力常量G=6.67×10-11N m2/kg2，求：（结果保留两位有效数字）
(1)太阳对地球的引力大小F；
(2)地球绕太阳运转的线速度大小v．
16．关于行星的运动，开普勒第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即 ，k是一个对所有行星都相同的常量．
（1）将行星绕太阳的运动按匀速圆周运动处理，请推导太阳系中该常量k的表达式．（已知引力常量为G，太阳的质量为M）
（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立．经测定月地距离为r1=3.8×108m，月球绕地球运动的周期T1=2.4×106S．①推导地球质量M地的表达式．②估算其数值．（G=6.67×N·m2／kg2，结果保留一位有效数字）
17．开普勒1609年一1619年发表了著名的开普勒行星运行三定律,其中第三定律的内容是:所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等.万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一,它于1687年发表在牛顿的《自然哲学的数学原理中》.
(1)请从开普勒行星运动定律等推导万有引力定律(设行星绕太阳的运动可视为匀速圆周运动)；
(2)万有引力定律的正确性可以通过“月—地检验”来证明:
如果重力与星体间的引力是同种性质的力,都与距离的二次方成反比关系,那么,由于月心到地心的距离是地球半径的60倍；月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度就应该是重力加速度的1/3600.试根据上述思路并通过计算证明:重力和星体间的引力是同一性质的力(已知地球半径为6.4×106m,月球绕地球运动的周期为28天,地球表面的重力加速度为9.8m/s2)
参考答案
1．B2．D3．A4．B5．A6．D7．B8．B9．D10．CD11．AD12．BD13．BC
14．0
15．(1)F≈3.6×1022N (2)v≈3.0×104m/s
【解析】
(1)太阳对地球的引力：F=G=6.67×10-11×≈3.6×1022N；
(2)地球绕太阳做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=m，
解得：v==≈3.0×104m/s；
16．（1） （2）① ②6×1024kg
【解析】
（1）将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，则轨道半径r=a，根据万有引力定律和牛顿第二定律得
解得．
（2）根据万有引力定律和牛顿第二定律得
解得
代入数据解得M地=6×1024kg．
17．【解析】
(1)设行星的质量为m,太阳质量为M,行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为R,公转周期为T,太阳对行星的引力为F.
太阳对行星的引力提供行星运动的向心力
根据开普勒第三定律得
故
根据牛顿第三定律,行星和太阳间的引力是相互的,太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,反过来,行星对太阳的引力大小与也与太阳的质量成正比.所以太阳对行星的引力
写成等式有 (G为常量)
(2)月球绕地球作圆周运动的向心加速度为
月球做圆周运动的向心加速度与地球表面重力加速度的比为
所以两种力是同一种性质的力答案第1页，共2页
一、单选题
1．在人类对物质运动规律的认识过程中，许多物理学家大胆猜想、勇于质疑，取得了辉煌的成就。下列有关科学家及他们的贡献描述正确的是（ ）
A．卡文迪许在牛顿发现万有引力定律后，进行了“月—地检验”，将天体间的力和地球上物体的重力统一起来
B．在公式中，G称为引力常量，单位是N·m2/kg2
C．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星绕太阳做匀速圆周运动
D．万有引力定律只适用于天体，不适用于地面上的物体
2．根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动知识得太阳对行星的引力F∝m/r2，行星对太阳的引力F′∝M/r2，其中M,m,r分别为太阳的质量、行星的质量和太阳与行星间的距离.下列说法正确的是( )
A．由F∝m/r2和F′∝M/r2知F∶F′=m∶M
B．太阳的质量大于行星的质量，所以F＞F′
C．F和F′是一对平衡力，大小总是相等的
D．太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力
3．如有两艘轮船，质量都是1.0×107 kg，相距10 km，已知引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，则它们之间的万有引力的大小为（ ）
A．6.67×10-5 N，相比于船自身的重力，该引力可忽略
B．6.67×10-5 N，相比于船自身的重力，该引力不能忽略
C．6.67×106 N，相比于船自身的重力，该引力可忽略
D．6.67×106 N，相比于船自身的重力，该引力不能忽略
4．一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的两倍，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是它在地球上所受万有引力的( )
A．0.25倍 B．0.125倍 C．2.0倍 D．4.0倍
5．一个绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，它的轨道半径增加到原来的2倍后，仍做匀速圆周运动，则（ ）
A．根据公式可知地球提供的向心力将减小到原来的1/4
B．根据公式可知卫星运行的向心加速度减小到原来的1/2
C．根据公式v＝r可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍
D．根据公式可知卫星所需的向心力将减小到原来的1/2
6．若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（ ）
A．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
B．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的
C．月球表面的加速度约为地球表面的
D．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
7．从“玉兔”登月到“祝融”探火，我国星际探测事业实现了由地月系到行星际的跨越。已知火星质量约为月球的9倍，半径约为月球的2倍，“祝融”火星车的质量约为“玉兔”月球车的2倍。在着陆前，“祝融”和“玉兔”都会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。悬停时，“祝融”与“玉兔”所受陆平台的作用力大小之比为（ ）
A．9∶1 B．9∶2 C．36∶1 D．72∶1
8．宇航员王亚平在，“天宫一号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为m、距地球表面高度为h，地球质量为M、半径为R，引力常量为G，则飞船内的王亚平的加速度大小为（ ）
A．0 B． C． D．
9．两个行星的质量分别为m1和m2，它们绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，若它们只受太阳引力的作用，那么这两个行星的向心加速度之比为( )
A．1 B． C． D．
10．在探究太阳与行星间的引力的思考中，属于牛顿的猜想的是（ ）
A．行星运动的轨道是一个椭圆
B．行星运动的半径越大，其做圆周运动的运动周期越小
C．使行星沿圆轨道运动，需要一个指向圆心的力，这个力就是太阳对行星的吸引力
D．任何两个物体之间都存在太阳和行星之间存在的这种类型的引力
11．在讨论地球潮汐成因时,地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的倍,地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力,以下说法正确的是（ ）
A．太阳引力远大于月球引力
B．太阳引力与月球引力相差不大
C．月球对不同区域海水的吸引力大小相等
D．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异
12．关于太阳与行星间的引力，下列说法中正确的是（ ）
A．由于地球比木星离太阳近，所以太阳对地球的引力一定比对木星的引力大
B．行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在从近日点向远日点运动时所受引力变小
C．由=可知G=，由此可见G与F和r2的乘积成正比，与M太和m的乘积成反比
D．行星绕太阳运动的椭圆轨道可近似看成圆轨道，行星做圆周运动的向心力来源于太阳对行星的引力
13．要使两物体间万有引力减小到原来的，可采用的方法是（ ）
A．使两物体的质量各减少一半，距离变为原来的2倍
B．两物体间距离增至原来的2倍，质量不变
C．使两个物体质量减为原来的，距离变为原来的一半
D．使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的
二、填空题
14．当两个物体不能视作质点时，两物体之间的万有引力不能用公式直接计算．但可以用下述方法计算：将两个物体各分成很多质点，一个物体的每个质点与另外一个物体的每个质点之间都存在万有引力，这些质点之间的万有引力可用公式计算，所有质点间万有引力的合力就是这两个物体间的万有引力．现设想把一个质量为m的小球（可看作质点）放到地球的中心，则此小球与地球之间的万有引力为___________（已知地球质量M，半径为R）．
三、解答题
15．已知地球的质量m=6.0×1024kg，太阳的质量M=2.0×1030kg，地球绕太阳公转的轨道半径r=1.5×1011m，将地球绕太阳的运动看做匀速圆周运动，引力常量G=6.67×10-11N m2/kg2，求：（结果保留两位有效数字）
(1)太阳对地球的引力大小F；
(2)地球绕太阳运转的线速度大小v．
16．关于行星的运动，开普勒第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即 ，k是一个对所有行星都相同的常量．
（1）将行星绕太阳的运动按匀速圆周运动处理，请推导太阳系中该常量k的表达式．（已知引力常量为G，太阳的质量为M）
（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立．经测定月地距离为r1=3.8×108m，月球绕地球运动的周期T1=2.4×106S．①推导地球质量M地的表达式．②估算其数值．（G=6.67×N·m2／kg2，结果保留一位有效数字）
17．开普勒1609年一1619年发表了著名的开普勒行星运行三定律,其中第三定律的内容是:所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等.万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一,它于1687年发表在牛顿的《自然哲学的数学原理中》.
(1)请从开普勒行星运动定律等推导万有引力定律(设行星绕太阳的运动可视为匀速圆周运动)；
(2)万有引力定律的正确性可以通过“月—地检验”来证明:
如果重力与星体间的引力是同种性质的力,都与距离的二次方成反比关系,那么,由于月心到地心的距离是地球半径的60倍；月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度就应该是重力加速度的1/3600.试根据上述思路并通过计算证明:重力和星体间的引力是同一性质的力(已知地球半径为6.4×106m,月球绕地球运动的周期为28天,地球表面的重力加速度为9.8m/s2)
参考答案
1．B2．D3．A4．B5．A6．D7．B8．B9．D10．CD11．AD12．BD13．BC
14．0
15．(1)F≈3.6×1022N (2)v≈3.0×104m/s
【解析】
(1)太阳对地球的引力：F=G=6.67×10-11×≈3.6×1022N；
(2)地球绕太阳做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=m，
解得：v==≈3.0×104m/s；
16．（1） （2）① ②6×1024kg
【解析】
（1）将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，则轨道半径r=a，根据万有引力定律和牛顿第二定律得
解得．
（2）根据万有引力定律和牛顿第二定律得
解得
代入数据解得M地=6×1024kg．
17．【解析】
(1)设行星的质量为m,太阳质量为M,行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为R,公转周期为T,太阳对行星的引力为F.
太阳对行星的引力提供行星运动的向心力
根据开普勒第三定律得
故
根据牛顿第三定律,行星和太阳间的引力是相互的,太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,反过来,行星对太阳的引力大小与也与太阳的质量成正比.所以太阳对行星的引力
写成等式有 (G为常量)
(2)月球绕地球作圆周运动的向心加速度为
月球做圆周运动的向心加速度与地球表面重力加速度的比为
所以两种力是同一种性质的力答案第1页，共2页