6.2太阳与行星间的引力 同步练习
文档属性
| 名称 | 6.2太阳与行星间的引力 同步练习 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 53.7KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-03-17 11:25:29 | ||
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文档简介
9.太阳与行星间的引力
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
第I卷（选择题）
一、选择题
1．在牛顿发现太阳与行星间引力的过程中，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，这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．类比方法 D．等效的思维方法
2．行星之所以绕太阳运行，是因为（ ）
A．行星运动时的惯性作用
B．太阳是宇宙的控制中心，所有星体都绕太阳旋转
C．太阳对行星有约束运动的引力作用
D．行星对太阳有排斥力作用，所以不会落向太阳
3．如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，那么下列说法中正确的是（ ）
A．行星受到太阳的引力，提供行星做圆周运动的向心力
B．行星受到太阳的引力，但行星运动不需要向心力
C．行星同时受到太阳的引力和向心力的作用
D．行星受到太阳的引力与它运行的向心力可能不等
4．把行星运动近似看成匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T2＝，则可推得（ ）
A．行星受太阳的引力为F＝k
B．行星受太阳的引力都相同
C．行星受太阳的引力为F＝
D．质量越大的行星受太阳的引力一定越大
5．两个行星的质量分别为m1和m2，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．
二、多选题
6．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．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
B．行星运动的半径越大，其做圆周运动的运动周期越大
C．行星运动的轨道是一个椭圆
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
7．关于太阳与行星间引力F＝的下列说法中正确的是（ ）
A．公式中的G是比例系数，是人为规定的
B．这一规律是根据开普勒定律和牛顿第三定律推出的
C．太阳与行星间的引力是一对平衡力
D．检验这一规律是否适用于其他天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性
8．下列说法正确的是（ ）
A．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式，这个关系式实际上是牛顿第二定律，是可以在实验室中得到验证的
B．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式v＝，这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由速度的定义式得来的
C．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式＝k，这个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到证明的
D．在探究太阳对行星的引力规律时，使用的三个公式都是可以在实验室中得到证明的
第II卷（非选择题）
三、填空题
9．已知太阳光从太阳射到地球需要500 s，地球绕太阳的公转周期约为3．2107 s，地球的质量约为61024 kg，太阳对地球的引力F引＝________ N。（答案只需保留一位有效数字）
10．已知木星质量大约是地球质量的320倍，木星绕日运行轨道的半径大约是地球绕日运行轨道半径的5．2倍，试求太阳对木星和对地球引力大小之比为________。
四、计算题
11．开普勒行星运动第三定律指出：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，k是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量k的表达式。已知万有引力常量为G，太阳的质量为M太。
12．火星和地球绕太阳的运动可以近似看做为同一平面内同方向的匀速圆周运动，已知火星的轨道半径r火＝1．51011 m，地球的轨道半径r地＝1．01011 m，从如图所示的火星与地球相距最近的时刻开始计时，估算火星再次与地球相距最近需多少地球年？（保留两位有效数字）
参考答案
1．C
【解析】太阳对行星的引力表达式F∝，被吸引的物体为行星，其质量为m。行星对太阳的引力和太阳对行星的引力是同性质的力，行星对太阳引力的表达式与太阳对行星引力的表达式应有相同的形式．如果被吸引的物体是太阳且质量为M，则行星对太阳引力的表达式应为F′∝，这一论证过程是类比论证过程。
2．C
【解析】惯性应使行星沿直线运动，A错误；太阳不是宇宙的中心，并非所有星体都绕太阳运动，B错误；行星绕太阳做曲线运动，轨迹向太阳方向弯曲，是因为太阳对行星有引力作用，C正确；行星之所以没有落向太阳，是因为引力提供了向心力，并非是对太阳有排斥力，D错误。
3．A
【解析】行星围绕太阳做匀速圆周运动．行星受到太阳的引力作用，提供其做圆周运动的向心力，A项正确。
4．C
【解析】太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力，则F＝m，又v＝，结合T2＝，可得F＝，故C正确。
5．D
【解析】设行星m1、m2的向心力分别是F1、F2，由太阳与行星间的作用规律可得F1∝、F2∝，则a1＝、a2＝，故＝，D选项正确。
6．AD
【解析】使行星沿圆或沿椭圆运动，都需要有指向圆心或椭圆焦点的力，这个力就是太阳对行星的万有引力，故A正确；行星运动的半径越大，其做圆周运动的运动周期越大，这是开普勒第三定律，故B错误；行星的轨道是椭圆是开普勒的观点，故C错误；任何两个物体之间都存在太阳和行星之间存在万有引力，是牛顿的猜想，故D正确。
7．BD
【解析】公式F＝中G是比例系数，与太阳、行星均无关，由实验测得，不是人为规定的，A错误；该公式由开普勒定律和牛顿第三定律推出，适用于任何两个物体间，检验方法是比较观测结果与推理结果的吻合性，B、D正确；太阳与行星间的引力是一对作用力与反作用力，C错误。
8．AB
【解析】开普勒第三定律＝k是无法在实验室中得到验证的。它是开普勒在研究天文学家第谷的行星观测记录资料发现的。
9．31022
【解析】F引＝F向＝mRω2＝mR
又R＝ct（c为光速）
得F引＝＝ N＝31022 N
10．11．8∶1
【解析】设地球质量为m，则木星质量为320m，设地球绕日运行轨道半径为r，则木星绕日运行轨道半径为5．2r，则有：
太阳对地球的引力：F1＝
太阳对木星的引力：F2＝
因此引力大小之比为＝≈
11．k＝
【解析】因行星绕太阳做匀速圆周运动，于是轨道半长轴a即为轨道半径r，根据太阳与行星间的引力和牛顿第二定律有
＝m行r
于是有＝
即k＝
12．2．3年
【解析】设行星质量为m，太阳质量为M，行星与太阳的距离为r
有：＝mr，故T2＝
地球的周期T地＝1年，
火星的周期T火＝ ·T地＝ 1年＝1．8年
设经时间t两星又一次距离最近，根据θ＝ωt
则两星转过的角度之差θ地－θ火＝t＝2π
t＝＝＝年＝2．3年
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
第I卷（选择题）
一、选择题
1．在牛顿发现太阳与行星间引力的过程中，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，这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．类比方法 D．等效的思维方法
2．行星之所以绕太阳运行，是因为（ ）
A．行星运动时的惯性作用
B．太阳是宇宙的控制中心，所有星体都绕太阳旋转
C．太阳对行星有约束运动的引力作用
D．行星对太阳有排斥力作用，所以不会落向太阳
3．如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，那么下列说法中正确的是（ ）
A．行星受到太阳的引力，提供行星做圆周运动的向心力
B．行星受到太阳的引力，但行星运动不需要向心力
C．行星同时受到太阳的引力和向心力的作用
D．行星受到太阳的引力与它运行的向心力可能不等
4．把行星运动近似看成匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T2＝，则可推得（ ）
A．行星受太阳的引力为F＝k
B．行星受太阳的引力都相同
C．行星受太阳的引力为F＝
D．质量越大的行星受太阳的引力一定越大
5．两个行星的质量分别为m1和m2，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．
二、多选题
6．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．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
B．行星运动的半径越大，其做圆周运动的运动周期越大
C．行星运动的轨道是一个椭圆
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
7．关于太阳与行星间引力F＝的下列说法中正确的是（ ）
A．公式中的G是比例系数，是人为规定的
B．这一规律是根据开普勒定律和牛顿第三定律推出的
C．太阳与行星间的引力是一对平衡力
D．检验这一规律是否适用于其他天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性
8．下列说法正确的是（ ）
A．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式，这个关系式实际上是牛顿第二定律，是可以在实验室中得到验证的
B．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式v＝，这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由速度的定义式得来的
C．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式＝k，这个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到证明的
D．在探究太阳对行星的引力规律时，使用的三个公式都是可以在实验室中得到证明的
第II卷（非选择题）
三、填空题
9．已知太阳光从太阳射到地球需要500 s，地球绕太阳的公转周期约为3．2107 s，地球的质量约为61024 kg，太阳对地球的引力F引＝________ N。（答案只需保留一位有效数字）
10．已知木星质量大约是地球质量的320倍，木星绕日运行轨道的半径大约是地球绕日运行轨道半径的5．2倍，试求太阳对木星和对地球引力大小之比为________。
四、计算题
11．开普勒行星运动第三定律指出：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，k是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量k的表达式。已知万有引力常量为G，太阳的质量为M太。
12．火星和地球绕太阳的运动可以近似看做为同一平面内同方向的匀速圆周运动，已知火星的轨道半径r火＝1．51011 m，地球的轨道半径r地＝1．01011 m，从如图所示的火星与地球相距最近的时刻开始计时，估算火星再次与地球相距最近需多少地球年？（保留两位有效数字）
参考答案
1．C
【解析】太阳对行星的引力表达式F∝，被吸引的物体为行星，其质量为m。行星对太阳的引力和太阳对行星的引力是同性质的力，行星对太阳引力的表达式与太阳对行星引力的表达式应有相同的形式．如果被吸引的物体是太阳且质量为M，则行星对太阳引力的表达式应为F′∝，这一论证过程是类比论证过程。
2．C
【解析】惯性应使行星沿直线运动，A错误；太阳不是宇宙的中心，并非所有星体都绕太阳运动，B错误；行星绕太阳做曲线运动，轨迹向太阳方向弯曲，是因为太阳对行星有引力作用，C正确；行星之所以没有落向太阳，是因为引力提供了向心力，并非是对太阳有排斥力，D错误。
3．A
【解析】行星围绕太阳做匀速圆周运动．行星受到太阳的引力作用，提供其做圆周运动的向心力，A项正确。
4．C
【解析】太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力，则F＝m，又v＝，结合T2＝，可得F＝，故C正确。
5．D
【解析】设行星m1、m2的向心力分别是F1、F2，由太阳与行星间的作用规律可得F1∝、F2∝，则a1＝、a2＝，故＝，D选项正确。
6．AD
【解析】使行星沿圆或沿椭圆运动，都需要有指向圆心或椭圆焦点的力，这个力就是太阳对行星的万有引力，故A正确；行星运动的半径越大，其做圆周运动的运动周期越大，这是开普勒第三定律，故B错误；行星的轨道是椭圆是开普勒的观点，故C错误；任何两个物体之间都存在太阳和行星之间存在万有引力，是牛顿的猜想，故D正确。
7．BD
【解析】公式F＝中G是比例系数，与太阳、行星均无关，由实验测得，不是人为规定的，A错误；该公式由开普勒定律和牛顿第三定律推出，适用于任何两个物体间，检验方法是比较观测结果与推理结果的吻合性，B、D正确；太阳与行星间的引力是一对作用力与反作用力，C错误。
8．AB
【解析】开普勒第三定律＝k是无法在实验室中得到验证的。它是开普勒在研究天文学家第谷的行星观测记录资料发现的。
9．31022
【解析】F引＝F向＝mRω2＝mR
又R＝ct（c为光速）
得F引＝＝ N＝31022 N
10．11．8∶1
【解析】设地球质量为m，则木星质量为320m，设地球绕日运行轨道半径为r，则木星绕日运行轨道半径为5．2r，则有：
太阳对地球的引力：F1＝
太阳对木星的引力：F2＝
因此引力大小之比为＝≈
11．k＝
【解析】因行星绕太阳做匀速圆周运动，于是轨道半长轴a即为轨道半径r，根据太阳与行星间的引力和牛顿第二定律有
＝m行r
于是有＝
即k＝
12．2．3年
【解析】设行星质量为m，太阳质量为M，行星与太阳的距离为r
有：＝mr，故T2＝
地球的周期T地＝1年，
火星的周期T火＝ ·T地＝ 1年＝1．8年
设经时间t两星又一次距离最近，根据θ＝ωt
则两星转过的角度之差θ地－θ火＝t＝2π
t＝＝＝年＝2．3年