高中物理人教版必修2课后作业 太阳与行星间的引力 Word版含解析
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版必修2课后作业 太阳与行星间的引力 Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 21.2KB | ||
| 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 | 2019-12-13 19:34:42 | ||
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文档简介
太阳与行星间的引力
1．如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，那么下列说法正确的是( )
A．行星受到太阳的引力，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，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
D．行星受到太阳的引力与它运行的向心力不相等
解析：行星受到太阳的引力，引力提供行星做圆周运动的向心力，故A正确、B错误；向心力是效果力，实际受力分析时不分析向心力，行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源于太阳的引力，故C、D错误．
答案：A
2．甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原来的2倍，同时，它们之间的距离减为原来的，则甲、乙两个物体的万有引力大小将变为( )
A．F B.
C．8F D．4F
解析：由F＝G可知，F′＝G＝8F，所以C正确．
答案：C
3．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
4．(多选)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大
B．行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在近日点所受引力大，在远日点所受引力小
C．由F＝G可知，G＝，由此可见G与F和r2的乘积成正比，与M和m的乘积成反比
D．行星绕太阳的运动可近似看成圆形轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力
解析：根据F＝G可知，太阳对行星的引力大小与m、r有关，对同一行星，r越大，F越小，选项B正确；对不同的行星，r越小，F不一定越大，还与行星质量有关，选项A错误；公式中G为比例系数，是一常量，与F、r、M、m均无关，选项C错误；在通常的研究中，行星绕太阳的运动看成圆周运动，向心力由太阳对行星的引力提供，选项D正确．
答案：BD
5．把行星的运动近似看做匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T2＝，则推得( )
A．太阳对行星的引力为F＝k
B．太阳对行星的引力都相同
C．太阳对行星的引力为F＝
D．质量越大的行星，太阳对它的引力一定越大
解析：太阳对行星的引力提供行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，则F＝m，又v＝，结合T2＝可得出F的表达式为F＝，则得知F与m、r都有关系，故选项A、B、D错误，选项C正确．
答案：C
6．(多选)
我国发射的神舟飞船，进入预定轨道后绕地球做椭圆轨道运动，地球位于椭圆的一个焦点上，如图所示，神舟飞船从A点运动到远地点B的过程中，下列说法正确的是( )
A．神舟飞船受到的引力逐渐增大
B．神舟飞船的加速度逐渐增大
C．神舟飞船受到的引力逐渐减小
D．神舟飞船的加速度逐渐减小
解析：由题图可知，神舟飞船由A到B的过程中，离地球的距离增大，则地球与神舟飞船间的引力减小，神舟飞船的加速度减小，C、D正确．
答案：CD
B组：能力提升练
7．两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.若它们只受太阳的引力作用，那么这两个行星的向心加速度的比值为( )
A．1 B.
C. D.2
解析：设两个质量分别为m1、m2的行星的向心力分别是F1、F2，太阳的质量为M，由太阳与行星之间的作用规律可得
F1＝G，F2＝G，
而a1＝，a2＝，故＝2.
答案：D
8．一颗小行星环绕太阳做匀速圆周运动，环绕半径是地球环绕半径的4倍，则它的环绕周期是( )
A．2年 B．4年
C．8年 D．16年
解析：根据太阳对小行星的引力得G＝，解得T＝2π ，小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，＝＝8，所以这颗小行星的运转周期是8年．故C正确．
答案：C
9．(1)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，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．已知引力常量为G，太阳的质量为M太．
(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3.84×108 m，月球绕地球运动的周期为2.36×106 s，试计算地球的质量M地．(G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，结果保留一位有效数字)
解析：(1)因行星绕太阳做匀速圆周运动，于是轨道的半长轴a即为轨道半径r.根据太阳对行星的引力提供向心力，由牛顿第二定律有G＝m行2r，①
于是有＝M太，②
即k＝M太．③
(2)在地月系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为R，周期为T，由②式可得＝M地，④
解得M地≈6×1024 kg.
答案：(1)k＝M太 (2)6×1024 kg
1．如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，那么下列说法正确的是( )
A．行星受到太阳的引力，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，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
D．行星受到太阳的引力与它运行的向心力不相等
解析：行星受到太阳的引力，引力提供行星做圆周运动的向心力，故A正确、B错误；向心力是效果力，实际受力分析时不分析向心力，行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源于太阳的引力，故C、D错误．
答案：A
2．甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原来的2倍，同时，它们之间的距离减为原来的，则甲、乙两个物体的万有引力大小将变为( )
A．F B.
C．8F D．4F
解析：由F＝G可知，F′＝G＝8F，所以C正确．
答案：C
3．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
4．(多选)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大
B．行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在近日点所受引力大，在远日点所受引力小
C．由F＝G可知，G＝，由此可见G与F和r2的乘积成正比，与M和m的乘积成反比
D．行星绕太阳的运动可近似看成圆形轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力
解析：根据F＝G可知，太阳对行星的引力大小与m、r有关，对同一行星，r越大，F越小，选项B正确；对不同的行星，r越小，F不一定越大，还与行星质量有关，选项A错误；公式中G为比例系数，是一常量，与F、r、M、m均无关，选项C错误；在通常的研究中，行星绕太阳的运动看成圆周运动，向心力由太阳对行星的引力提供，选项D正确．
答案：BD
5．把行星的运动近似看做匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T2＝，则推得( )
A．太阳对行星的引力为F＝k
B．太阳对行星的引力都相同
C．太阳对行星的引力为F＝
D．质量越大的行星，太阳对它的引力一定越大
解析：太阳对行星的引力提供行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，则F＝m，又v＝，结合T2＝可得出F的表达式为F＝，则得知F与m、r都有关系，故选项A、B、D错误，选项C正确．
答案：C
6．(多选)
我国发射的神舟飞船，进入预定轨道后绕地球做椭圆轨道运动，地球位于椭圆的一个焦点上，如图所示，神舟飞船从A点运动到远地点B的过程中，下列说法正确的是( )
A．神舟飞船受到的引力逐渐增大
B．神舟飞船的加速度逐渐增大
C．神舟飞船受到的引力逐渐减小
D．神舟飞船的加速度逐渐减小
解析：由题图可知，神舟飞船由A到B的过程中，离地球的距离增大，则地球与神舟飞船间的引力减小，神舟飞船的加速度减小，C、D正确．
答案：CD
B组：能力提升练
7．两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.若它们只受太阳的引力作用，那么这两个行星的向心加速度的比值为( )
A．1 B.
C. D.2
解析：设两个质量分别为m1、m2的行星的向心力分别是F1、F2，太阳的质量为M，由太阳与行星之间的作用规律可得
F1＝G，F2＝G，
而a1＝，a2＝，故＝2.
答案：D
8．一颗小行星环绕太阳做匀速圆周运动，环绕半径是地球环绕半径的4倍，则它的环绕周期是( )
A．2年 B．4年
C．8年 D．16年
解析：根据太阳对小行星的引力得G＝，解得T＝2π ，小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，＝＝8，所以这颗小行星的运转周期是8年．故C正确．
答案：C
9．(1)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，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．已知引力常量为G，太阳的质量为M太．
(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3.84×108 m，月球绕地球运动的周期为2.36×106 s，试计算地球的质量M地．(G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，结果保留一位有效数字)
解析：(1)因行星绕太阳做匀速圆周运动，于是轨道的半长轴a即为轨道半径r.根据太阳对行星的引力提供向心力，由牛顿第二定律有G＝m行2r，①
于是有＝M太，②
即k＝M太．③
(2)在地月系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为R，周期为T，由②式可得＝M地，④
解得M地≈6×1024 kg.
答案：(1)k＝M太 (2)6×1024 kg