2020-2021学年高一物理人教版必修2同步课时作业（10）万有引力定律
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高一物理人教版必修2同步课时作业（10）万有引力定律 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 390.5KB | ||
| 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 | 2021-01-23 20:45:38 | ||
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文档简介
2020-2021学年高一物理人教版必修2同步课时作业
（10）万有引力定律
1.为简单计，把地－月系统看成地球静止不动而月球绕地球做匀速圆周运动，如图所示，虚线为月球轨道。在地月连线上存在一些所谓“拉格朗日点”的特殊点。在这些点，质量极小的物体（如人造卫星）仅在地球和月球引力共同作用下可以始终和地球、月球在同一条线上，则图中四个点不可能是“拉格朗日点”的是（ ）
A.点 B.点 C.点 D.点
2.宇航员王亚平在“天宫1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，距地面高度为，地球质量为，半径为，引力常量为，则飞船所在处的重力加速度大小为( )
A.0 B. C. D.
3.假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为；地球自转的周期为，引力常量为。地球的密度为( )
A. B. C. D.
4.2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用表示探测器与地球表面的距离, 表示它所受的地球引力,能够描述随变化关系的图像是（ ）
A. B.
C. D.
5.百余年前，爱因斯坦广义相对论率先对黑洞作出预言。时至今日，全球多地天文学家同步公布了人类首张黑洞照片。若某小型黑洞的半径R约45km，质量M和半径R的关系满足(其中c为真空中的光速,G为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为( )
A. B. C. D.
6.牛顿提出太阳和行星间的引力后,为证明地球表面的重力和地球对月球的引力是同一种力,也遵循这个规律,他进行了“月一地检验”.已知月球的轨道半径约为地球半径的60倍,“月一地检验”是计算月球公转的( )
A.周期是地球自转周期的倍
B.向心加速度是自由落体加速度的倍
C.线速度是地球自转地表线速度的倍
D.角速度是地球自转地表角速度的倍
7.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. B. C. D.0
8.如图所示,P、Q为质量均为m的两个质点,分别置于地球表面的不同纬度上,如果把地球看成一个均匀球体,P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动,则下列说法正确的是(?? )
A.P、Q受地球引力大小相等 B.P、Q做圆周运动的向心力大小相等
C.P、Q故圆周运动的角速度相等 D.P受地球引力大于Q所受地球引力
9.绳系卫星是由一根绳索拴在一个航天器上的卫星,可以在这个航天器的下方或上方一起绕地球运行.如图所示,绳系卫星系在航天器上方,当它们一起在赤道上空绕地球做匀速圆周运动时(绳长不可忽略).下列说法正确的是( )
A.绳系卫星在航天器的正上方 B.绳系卫星在航天器的后上方
C.绳系卫星的加速度比航天器的大 D.绳系卫星的加速度比航天器的小
10.已知太阳的质量为M,地球的质量太阳为m1,月球的质量为m2,当发生日全食时,太阳、月球、地球几乎在同一直线上,且月球位于太阳与地球之间,如图所示。设月球到太阳的距离为a,地球到月球的距离为b,则太阳对地球的万有引力F,和太阳对月球的万有引力F2的大小之比为多少?
答案以及解析
1.答案：B
解析：点处的物体受到地球与月球的万有引力的方向相同，而到地球的之间小于月球到地球的距离，根据万有引力提供向心力可知，处物体的向心加速度要大于月球的向心加速度，不能与月球具有相等的角速度，所以也不是拉格朗日点，同理分析，可能是拉格朗日点”，故B正确，ACD错误。
2.答案：B
解析：由,的,故B正确。
3.答案：B
解析：在两极处的物体所受的重力等于万有引力，即，在赤道处的物体做圆周运动的周期等于地球的自转周期，则，则密度
,B正确。
4.答案：D
解析：根据万有引力定律可得，越大，越小，故选项D正确。
5.答案：C
解析：由可知黑洞表面的加速度,故选项C正确.
6.答案：B
解析：已知月球绕地球运行的轨道半径是地球半径的60倍,月球轨道上一个物体受到的引力与它在地面附近时受到的引力的比值为,牛顿时代已经较精确地测定了地球表面的重力加速度、地球与月球之间的距离和月球绕地球运行的公转周期,根据匀速圆周运动规律得月球绕地球运行的加速度,如果说明地球表面的重力和地球对月球的引力是同一种力,故选项B正确.
7.答案：B
解析：采用割补法，先将空腔填满；填入的球的球心与质点重合，填入球上各个部分对质点m的引力的矢量和为零；均匀球壳对内部的质点的万有引力的合力为零，根据万有引力定律，有：，解得：，故B正确。
8.答案：AC
解析：P、Q两质点距离地心的距离相等,设地球的质量为M,根据知,两质点受到的引力相等,故A正确,D错误。P、Q两质点角速度相等,周期相等, Q转动的半径大于P转动的半径, 根据知,P受到的向心力小于Q受到的向心力,故B错误,C正确。
9.答案：AC
解析：航天器与绳系卫星都绕地球做圆周运动,绳系卫星所需的向心力由万有引力和绳索的拉力共同提供,所以拉力沿万有引力方向,可知绳系卫星在航天器的正上方,故A正确,B错误;航天器和绳系卫星的角速度相同,根据公式可知,绳系卫星的轨道半径大,所以加速度大,故C正确,D错误.
10.答案：
解析：根据万有引力定律列出地球和月球与太阳间的引力等式。
太阳对地球的万有引力：
太阳对月球的万有引力：
太阳对地球的万有引力和对月球的万有引力的大小之比为。
（10）万有引力定律
1.为简单计，把地－月系统看成地球静止不动而月球绕地球做匀速圆周运动，如图所示，虚线为月球轨道。在地月连线上存在一些所谓“拉格朗日点”的特殊点。在这些点，质量极小的物体（如人造卫星）仅在地球和月球引力共同作用下可以始终和地球、月球在同一条线上，则图中四个点不可能是“拉格朗日点”的是（ ）
A.点 B.点 C.点 D.点
2.宇航员王亚平在“天宫1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，距地面高度为，地球质量为，半径为，引力常量为，则飞船所在处的重力加速度大小为( )
A.0 B. C. D.
3.假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为；地球自转的周期为，引力常量为。地球的密度为( )
A. B. C. D.
4.2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用表示探测器与地球表面的距离, 表示它所受的地球引力,能够描述随变化关系的图像是（ ）
A. B.
C. D.
5.百余年前，爱因斯坦广义相对论率先对黑洞作出预言。时至今日，全球多地天文学家同步公布了人类首张黑洞照片。若某小型黑洞的半径R约45km，质量M和半径R的关系满足(其中c为真空中的光速,G为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为( )
A. B. C. D.
6.牛顿提出太阳和行星间的引力后,为证明地球表面的重力和地球对月球的引力是同一种力,也遵循这个规律,他进行了“月一地检验”.已知月球的轨道半径约为地球半径的60倍,“月一地检验”是计算月球公转的( )
A.周期是地球自转周期的倍
B.向心加速度是自由落体加速度的倍
C.线速度是地球自转地表线速度的倍
D.角速度是地球自转地表角速度的倍
7.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. B. C. D.0
8.如图所示,P、Q为质量均为m的两个质点,分别置于地球表面的不同纬度上,如果把地球看成一个均匀球体,P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动,则下列说法正确的是(?? )
A.P、Q受地球引力大小相等 B.P、Q做圆周运动的向心力大小相等
C.P、Q故圆周运动的角速度相等 D.P受地球引力大于Q所受地球引力
9.绳系卫星是由一根绳索拴在一个航天器上的卫星,可以在这个航天器的下方或上方一起绕地球运行.如图所示,绳系卫星系在航天器上方,当它们一起在赤道上空绕地球做匀速圆周运动时(绳长不可忽略).下列说法正确的是( )
A.绳系卫星在航天器的正上方 B.绳系卫星在航天器的后上方
C.绳系卫星的加速度比航天器的大 D.绳系卫星的加速度比航天器的小
10.已知太阳的质量为M,地球的质量太阳为m1,月球的质量为m2,当发生日全食时,太阳、月球、地球几乎在同一直线上,且月球位于太阳与地球之间,如图所示。设月球到太阳的距离为a,地球到月球的距离为b,则太阳对地球的万有引力F,和太阳对月球的万有引力F2的大小之比为多少?
答案以及解析
1.答案：B
解析：点处的物体受到地球与月球的万有引力的方向相同，而到地球的之间小于月球到地球的距离，根据万有引力提供向心力可知，处物体的向心加速度要大于月球的向心加速度，不能与月球具有相等的角速度，所以也不是拉格朗日点，同理分析，可能是拉格朗日点”，故B正确，ACD错误。
2.答案：B
解析：由,的,故B正确。
3.答案：B
解析：在两极处的物体所受的重力等于万有引力，即，在赤道处的物体做圆周运动的周期等于地球的自转周期，则，则密度
,B正确。
4.答案：D
解析：根据万有引力定律可得，越大，越小，故选项D正确。
5.答案：C
解析：由可知黑洞表面的加速度,故选项C正确.
6.答案：B
解析：已知月球绕地球运行的轨道半径是地球半径的60倍,月球轨道上一个物体受到的引力与它在地面附近时受到的引力的比值为,牛顿时代已经较精确地测定了地球表面的重力加速度、地球与月球之间的距离和月球绕地球运行的公转周期,根据匀速圆周运动规律得月球绕地球运行的加速度,如果说明地球表面的重力和地球对月球的引力是同一种力,故选项B正确.
7.答案：B
解析：采用割补法，先将空腔填满；填入的球的球心与质点重合，填入球上各个部分对质点m的引力的矢量和为零；均匀球壳对内部的质点的万有引力的合力为零，根据万有引力定律，有：，解得：，故B正确。
8.答案：AC
解析：P、Q两质点距离地心的距离相等,设地球的质量为M,根据知,两质点受到的引力相等,故A正确,D错误。P、Q两质点角速度相等,周期相等, Q转动的半径大于P转动的半径, 根据知,P受到的向心力小于Q受到的向心力,故B错误,C正确。
9.答案：AC
解析：航天器与绳系卫星都绕地球做圆周运动,绳系卫星所需的向心力由万有引力和绳索的拉力共同提供,所以拉力沿万有引力方向,可知绳系卫星在航天器的正上方,故A正确,B错误;航天器和绳系卫星的角速度相同,根据公式可知,绳系卫星的轨道半径大,所以加速度大,故C正确,D错误.
10.答案：
解析：根据万有引力定律列出地球和月球与太阳间的引力等式。
太阳对地球的万有引力：
太阳对月球的万有引力：
太阳对地球的万有引力和对月球的万有引力的大小之比为。