人教新课标版高中物理必修二达标作业7.3 万有引力理论的成就 Word版含解析

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．太阳对地球有相当大的引力，地球对太阳也有引力作用，为什么它们不靠在一起？其原因是(　　)
A．太阳对地球的引力与地球对太阳的引力，这两个力大小相等、方向相反、互相平衡
B．太阳对地球的引力还不够大
C．不仅太阳对地球有引力作用，而且太阳系里其他星球对地球也有引力，这些力的合力为零
D．太阳对地球的引力不断改变地球的运动方向，使得地球绕太阳运行
[解析]　作用力和反作用力分别作用在太阳和地球上，不能相互抵消，A错误；太阳对地球的引力提供向心力，不断改变地球的运动方向，B、C错误，D正确．
[答案]　D
3．关于引力常量G，以下说法正确的是(　　)
A．在国际单位制中，G的单位是N·m2/kg
B．在国际单位制中，G的数值等于两个质量各1 kg的物体，相距1 m时的相互吸引力
C．在不同星球上，G的数值不一样
D．在不同的单位制中，G的数值是一样的
[解析]　同一物理量在不同的单位制中的值是不同的，选项B正确．
[答案]　B
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一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力大小的(　　)
A．0.25倍 B．0.5倍
C．2倍 D．4倍
[解析]　根据万有引力定律，可得宇航员在地球上所受的万有引力为F1＝，在该星球上所受的万有引力为F2＝，所以＝＝×22＝2，故C正确．
[答案]　C
5．(多选)假如地球自转角速度增大，关于物体的万有引力及物体重力，下列说法正确的是(　　)
A．放在赤道地面上物体的万有引力不变
B．放在两极地面上物体的重力不变
C．放在赤道地面上物体的重力减小
D．放在两极地面上物体的重力增大
[解析]　若地球自转角速度增大，物体受到的万有引力不变，赤道上的物体重力会减小，而两极处重力不变，选项A、B、C正确．
[答案]　ABC
6．1990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，该小行星的半径为16 km，若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小行星密度与地球相同．已知地球半径R＝6400 km，地球表面重力加速度为g.这个小行星表面的重力加速度为(　　)
A．400g B．g
C．20g D．g
[解析]　由g＝，得＝＝＝＝，∴g′＝g.
[答案]　B
[拓展提升]
7．要使两物体间的万有引力减小到原来的，下列办法不可采用的是(　　)
A．使两物体的质量各减少一半，距离不变
B．使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变
C．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变
D．使两物体间的距离和质量都减为原来的
[解析]　使两物体的质量各减小一半，距离不变，根据万有引力定律F＝G，可知，万有引力变为原来的，该办法可行；使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变，根据万有引力定律F＝G，可知万有引力变为原来的，该办法可行；使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变，根据万有引力定律F＝G，可知万有引力变为原来的，该办法可行；使两物体间的距离和质量都减为原来的，根据万有引力定律F＝G，可知万有引力与原来相等，该办法不可行．故本题应选D.
[答案]　D
8．(多选)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，下列说法中正确的是(　　)
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，所以对台秤没有压力，C正确，D错误．
[答案]　BC
9．已知太阳的质量为M，地球的质量为m1，月球的质量为m2，当发生日食时，太阳、月球、地球几乎在同一直线上，且月球位于太阳与地球中间，如下图所示．设月球到太阳的距离为a，到地球的距离为b，则太阳对地球的引力F1和太阳对月球的引力F2的大小之比为多少？
[解析]　由太阳对地球和月球的吸引力满足F＝G，知：
太阳对地球的引力F1＝G，
太阳对月球的引力F2＝G，
故＝.
[答案]　
10．一物体在地球表面重16 N，它在以5 m/s2的加速度加速上升的火箭中的视重为9 N，则此火箭离地球表面的距离为地球半径的多少倍？(g取10 m/s2)
[解析]　设此时火箭上升到离地球表面高度h处，火箭中物体的视重等于物体受到的支持力FN，物体受到的重力为mg′，式中g′是高为h处的重力加速度，由牛顿第二定律得FN－mg′＝ma，①
其中m＝，代入①式得
mg′＝FN－a＝ N＝1 N.
在距离地面高度为h处，物体的重力为1 N，物体的重力等于万有引力．
在地球表面：mg＝G，②
在距离地面h高处：
mg′＝G，③
②与③相除可得＝，
所以R地＋h＝ ·R地＝·R地＝4R地，
所以h＝3R地．
[答案]　3倍
[强力纠错]
11．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，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为(　　)
A．0 B．
C. D．
[解析]　由万有引力定律可知，在离地面高为h的地方，质量为m的物体受到的万有引力F＝G.由F＝mg′可得g′＝G，所以B正确．
[答案]　B
12．如图所示，有一个质量为M，半径为R，密度均匀的大球体．从中挖去一个半径为的小球体，并在空腔中心放置一质量为m的质点，则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为(已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零)(　　)
A．G　　 B．0　　
C．4G　　 D．G
[解析]　若将挖去的部分补上，则剩余部分对质点的引力等于整个完整的球体对质点的引力与挖去部分对质点的引力之差，而挖去部分对质点的引力为零，则剩余部分
对质点的引力等于整个完整的球体对质点的引力；现以大球体球心O为球心，做半径为的球，如图，其质量为M；则整个完整的、质量为M的球体对质点的引力可看成是中心球与均匀球壳分别对质点的引力的矢量和．均匀球壳对内部质点的万有引力为零，则整个球体对质点的引力等于中间的半径为的球对质点的引力，根据万有引力定律可得引力为F＝G＝G，则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为G，选项D正确．
[答案]　D