2017春高一物理新人教版必修2课时作业：6.2-3 万有引力定律（含解析）
文档属性
| 名称 | 2017春高一物理新人教版必修2课时作业：6.2-3 万有引力定律（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 130.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-03-06 16:56:08 | ||
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文档简介
6.2
太阳与行星间的引力
6.3
万有引力定律
一、单项选择题
1．在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式，是一个很关键的论证步骤。这一步骤采用的论证方法是( )
A．研究对象的选取
B．理想化过程
C．控制变量法
D．等效法
解析： 对于太阳与行星之间的相互作用力，太阳和行星的地位完全相同，既然太阳对行星的引力符合关系式F∝，依据等效法，行星对太阳的引力也符合关系式F∝，故D项正确。
答案： D
2．(2016·日照高一检测)若卫星质量为m、离地球表面的高度为h，地球质量为M、半径为R，G为引力常量，则地球对卫星万有引力的大小为( )A．G
B．G
C．G
D．G
解析： 卫星到地心的距离为R＋h，根据万有引力定律，地球对卫星万有引力的大小为G，选项D正确。
答案： D
3．(2016·银川高一检测)据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量为6.4倍，一个在地球表面重量为600
N的人在这个行星表面的重力将变为960
N。由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为( )
A．0.5
B．2
C．3.2
D．4
解析： 若地球质量为M0，则“宜居”行星质量为M＝6.4M0，由＝mg得：＝·＝，
所以＝
＝
＝2，故B正确。
答案： B
4．地球和金星都是围绕太阳运动的行星，设它们绕太阳运动的轨道半径分别为r1和r2，且r1>r2，运转速率分别为v1、v2，公转周期分别为T1、T2，则有( )
A．v1>v2，T1>T2
B．v1C．v1>v2，T1D．v1T2
解析： 由太阳与行星间的引力公式和匀速圆周运动的公式可得G＝m
故行星的运转速率v＝
∝
因r1>r2，故v1又T＝，因r1>r2，v1T2。
正确选项为D。
答案： D
5．已知地球和火星的质量之比M地∶M火＝8∶1，半径之比R地∶R火＝2∶1，表面动摩擦因数均为0.5，用一根绳在地球上拖动一个箱子，箱子能获得10
m/s2的最大加速度，将此箱和绳送上火星表面，仍用该绳子拖动木箱，则木箱产生的最大加速度为( )
A．10
m/s2
B．12.5
m/s2
C．7.5
m/s2
D．15
m/s2
解析： 设绳能产生的最大张力为F，则有F－μmg地＝ma①
F－μmg火＝ma′②
由g＝，得＝③
①②③联立并把μ＝0.5，a＝10
m/s2，
＝8，＝2及g＝10
m/s2代入可解得a′
＝12.5
m/s2。
答案： B二、多项选择题
6．假如地球自转角速度增大，关于物体所受的重力，下列说法正确的是( )
A．放在赤道地面上的物体的万有引力不变
B．放在两极地面上的物体的重力不变
C．放在赤道地面上的物体的重力减小D．放在两极地面上的物体的重力增加
解析： 地球自转角速度增大，物体受到的万有引力不变，选项A正确；在两极，物体受到的万有引力等于其重力，则其重力不变，选项B正确，D错误；而对放在赤道地面上的物体，F万＝G重＋mω2R，由于ω增大，则G重减小，选项C正确。答案： ABC
7．宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上，用R表示地球的半径，g0表示地球表面处的重力加速度，g′表示宇宙飞船所在处的重力加速度，FN表示人对台秤的压力，下列说法正确的是( )
A．g′＝0
B．g′＝g0
C．FN＝0
D．FN＝mg0
解析： 由关系式mg＝，得＝，故A错误，B正确；由于飞船中的人处于完全失重状态，人受到的万有引力全部用来提供其做圆周运动所需的向心力，因此对台秤没有压力，C正确，D错误．
答案： BC
8.
如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M、半径为R。下列说法正确的是( )A．地球对一颗卫星的引力大小为
B．一颗卫星对地球的引力大小为
C．两颗卫星之间的引力大小为
D．三颗卫星对地球引力的合力大小为
解析： 地球与卫星之间的距离应为地心与卫星之间的距离，选项A错误，B正确；两颗相邻卫星与地球球心的连线互成120°角，间距为r，代入数据得，两颗卫星之间引力大小为，选项C正确；三颗卫星对地球引力的合力为零，选项D错误。
答案： BC
三、非选择题
9．宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处。(取地球表面重力加速度g＝10
m/s2，空气阻力不计)
(1)求该星球表面附近的重力加速度g′。
(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地＝1∶4，求该星球的质量与地球质量之比M星∶M地。
解析： (1)依据竖直上抛运动规律可知，地面上竖直上抛小球落回原地经历的时间为：t＝
在该星球表面上竖直上抛的小球落回原地所用时间为：5t＝，所以g′＝g＝2
m/s2。
(2)该星球表面物体所受重力等于其所受该星球的万有引力，则有mg＝G
所以M＝，可解得：M星∶M地＝1∶80。
答案： (1)2
m/s2 (2)1∶80
太阳与行星间的引力
6.3
万有引力定律
一、单项选择题
1．在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式，是一个很关键的论证步骤。这一步骤采用的论证方法是( )
A．研究对象的选取
B．理想化过程
C．控制变量法
D．等效法
解析： 对于太阳与行星之间的相互作用力，太阳和行星的地位完全相同，既然太阳对行星的引力符合关系式F∝，依据等效法，行星对太阳的引力也符合关系式F∝，故D项正确。
答案： D
2．(2016·日照高一检测)若卫星质量为m、离地球表面的高度为h，地球质量为M、半径为R，G为引力常量，则地球对卫星万有引力的大小为( )A．G
B．G
C．G
D．G
解析： 卫星到地心的距离为R＋h，根据万有引力定律，地球对卫星万有引力的大小为G，选项D正确。
答案： D
3．(2016·银川高一检测)据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量为6.4倍，一个在地球表面重量为600
N的人在这个行星表面的重力将变为960
N。由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为( )
A．0.5
B．2
C．3.2
D．4
解析： 若地球质量为M0，则“宜居”行星质量为M＝6.4M0，由＝mg得：＝·＝，
所以＝
＝
＝2，故B正确。
答案： B
4．地球和金星都是围绕太阳运动的行星，设它们绕太阳运动的轨道半径分别为r1和r2，且r1>r2，运转速率分别为v1、v2，公转周期分别为T1、T2，则有( )
A．v1>v2，T1>T2
B．v1
解析： 由太阳与行星间的引力公式和匀速圆周运动的公式可得G＝m
故行星的运转速率v＝
∝
因r1>r2，故v1
正确选项为D。
答案： D
5．已知地球和火星的质量之比M地∶M火＝8∶1，半径之比R地∶R火＝2∶1，表面动摩擦因数均为0.5，用一根绳在地球上拖动一个箱子，箱子能获得10
m/s2的最大加速度，将此箱和绳送上火星表面，仍用该绳子拖动木箱，则木箱产生的最大加速度为( )
A．10
m/s2
B．12.5
m/s2
C．7.5
m/s2
D．15
m/s2
解析： 设绳能产生的最大张力为F，则有F－μmg地＝ma①
F－μmg火＝ma′②
由g＝，得＝③
①②③联立并把μ＝0.5，a＝10
m/s2，
＝8，＝2及g＝10
m/s2代入可解得a′
＝12.5
m/s2。
答案： B二、多项选择题
6．假如地球自转角速度增大，关于物体所受的重力，下列说法正确的是( )
A．放在赤道地面上的物体的万有引力不变
B．放在两极地面上的物体的重力不变
C．放在赤道地面上的物体的重力减小D．放在两极地面上的物体的重力增加
解析： 地球自转角速度增大，物体受到的万有引力不变，选项A正确；在两极，物体受到的万有引力等于其重力，则其重力不变，选项B正确，D错误；而对放在赤道地面上的物体，F万＝G重＋mω2R，由于ω增大，则G重减小，选项C正确。答案： ABC
7．宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上，用R表示地球的半径，g0表示地球表面处的重力加速度，g′表示宇宙飞船所在处的重力加速度，FN表示人对台秤的压力，下列说法正确的是( )
A．g′＝0
B．g′＝g0
C．FN＝0
D．FN＝mg0
解析： 由关系式mg＝，得＝，故A错误，B正确；由于飞船中的人处于完全失重状态，人受到的万有引力全部用来提供其做圆周运动所需的向心力，因此对台秤没有压力，C正确，D错误．
答案： BC
8.
如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M、半径为R。下列说法正确的是( )A．地球对一颗卫星的引力大小为
B．一颗卫星对地球的引力大小为
C．两颗卫星之间的引力大小为
D．三颗卫星对地球引力的合力大小为
解析： 地球与卫星之间的距离应为地心与卫星之间的距离，选项A错误，B正确；两颗相邻卫星与地球球心的连线互成120°角，间距为r，代入数据得，两颗卫星之间引力大小为，选项C正确；三颗卫星对地球引力的合力为零，选项D错误。
答案： BC
三、非选择题
9．宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处。(取地球表面重力加速度g＝10
m/s2，空气阻力不计)
(1)求该星球表面附近的重力加速度g′。
(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地＝1∶4，求该星球的质量与地球质量之比M星∶M地。
解析： (1)依据竖直上抛运动规律可知，地面上竖直上抛小球落回原地经历的时间为：t＝
在该星球表面上竖直上抛的小球落回原地所用时间为：5t＝，所以g′＝g＝2
m/s2。
(2)该星球表面物体所受重力等于其所受该星球的万有引力，则有mg＝G
所以M＝，可解得：M星∶M地＝1∶80。
答案： (1)2
m/s2 (2)1∶80