7.2万有引力定律 同步练习word版含解析
文档属性
| 名称 | 7.2万有引力定律 同步练习word版含解析 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 158.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-04 22:36:28 | ||
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文档简介
第2节万有引力定律
一、多选题
1．如果设行星的质量为m，绕太阳运动的线速度为v，公转周期为T，轨道半径为r，太阳的质量为M，则下列说法正确的是（ ）
A．在探究太阳对行星的引力大小F的规律时，引入的公式实际上是牛顿第二定律
B．在探究太阳对行星的引力大小F的规律时，引入的公式，实际上是匀速圆周运动的一个公式
C．在探究太阳对行星的引力大小F的规律时，引入的公式，实质上是开普勒第三定律，是不可以在实验室中得到验证的
D．在探究太阳对行星的引力大小F的规律时，得到关系式F∝之后，又借助相对运动的知识（也可以理解为太阳绕行星做匀速圆周运动）得到F∝，最终用数学方法合并成关系式F∝
2．对于质量为m1和m2的两个物体间的万有引力F＝G，下列说法正确的是（ ）
A．当有第3个物体m3放入m1、m2之间时，m1和m2间的万有引力将保持不变
B．当两物体间的距离r趋向零时，万有引力趋向无穷大
C．星球与星球之间才有万有引力，人与人之间没有万有引力
D．两个物体间的引力总是大小相等，方向相反，是一对作用力与反作用力
3．两颗小行星都绕太阳做圆周运动，它们的周期分别是T和3T，则（ ）
A．它们绕太阳运动的轨道半径之比是
B．它们绕太阳运动的轨道半径之比是
C．它们绕太阳运动的速度之比是
D．它们受太阳的引力之比是
二、单选题
4．设想把质量为m的物体放在地球的中心，地球质量为M，半径为R，则物体与地球间的万有引力为（ ）
A．零
B．无穷大
C．
D．
5．量纲分析是物理学中的一种很重要的研究方法。例如，任何两个物体之间都存在相互作用的引力，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比，与这两个物体之间的距离的平方成反比，其表达式可写为，式中G为万有引力常量，你可能不知道G的具体单位，但是你可以结合单位换算（量纲分析）对其做出推断，则根据你的推断，下列关于G的具体单位，表述正确的是（ ）
A．N·m/kg
B．
C．
D．
6．地球对月球具有相当大的万有引力，它们不靠在一起的原因是（ ）
A．不仅地球对月球有万有引力，而且月球对地球也有万有引力，这两个力大小相等，方向相反，相互平衡了
B．地球对月球的引力不算大
C．不仅地球对月球有万有引力，而且太阳系里其他星球对月球也有万有引力，这些力的合力为零
D．万有引力不断改变月球的运动方向，使得月球绕地球运行
7．如图所示，两个半径分别为r1＝0.40
m，r2＝0.60
m，质量分布均匀的实心球质量分别为m1＝4.0
kg，m2＝1.0
kg，两球间距离为r0＝1.0
m，则两球间相互引力的大小为（ ）
A．6.67×10－11N
B．大于6.67×10－11
N
C．小于6.67×10－11
N
D．不能确定
8．我国计划在今年利用“长征五号”运载火箭发射“天问一号"
火星探测器。在运载火箭离地球越来越远的过程中，地球对火星探测器万有引力大小的变化情况是（ ）
A．变大
B．不变
C．变小
D．无法确定。
9．图（a）是用来“显示桌（或支持）面的微小形变”的演示装置；图（b）是用来“测量万有引力常量”的扭秤。由图可知，两个实验装置共同的物理思想方法是（ ）
A．极限的思想方法
B．放大的思想方法
C．控制变量的方法
D．猜想的思想方法
10．如果你到达一个行星上，这个行星的半径只有地球半径的一半，质量也是地球质量的一半，则你在这个行星上所受的引力是地球上引力的（
）
A．倍
B．倍
C．1倍
D．2倍
三、填空题
11．地球质量是月球质量的p倍，“嫦娥一号”离地球的距离是它离月球的距离的q倍，则地球对“嫦娥一号”的引力是月球对“嫦娥一号”的引力的___________倍．
12．（1）在__________发现万有引力定律100多年以后，英国的物理学家____________用如图实验装置测出了万有引力常量，不仅从实验上验证了万有引力定律的正确性，而且应用万有引力常量还可以测出地球的质量，他也因此被称为能测出地球质量的人。该实验运用___________方法，将一般物体间几乎可以忽略的引力显现出来并做定量测量。
（2）在如图实验装置中，下列哪项措施是为了测量极小的引力而采取的_________.
A．把实验装置放在恒温箱内
B．用镜尺法显示扭秤的偏转情况
C．使两小球m和m'的距离尽可能小些
D．使转动小球的质量尽可能大些
四、解答题
13．一个质量均匀分布的球体，半径为2r，在其内部挖去一个半径为r的球形空穴，其表面与球面相切，如图所示。已知挖去小球的质量为m，在球心和空穴中心连线上，距球心d＝6r处有一质量为m2的质点，求：
(1)被挖去的小球挖去前对m2的万有引力为多大？
(2)剩余部分对m2的万有引力为多大？
14．太阳质量大约是月球质量的倍，太阳到地球的距离大约是月球到地球距离的倍，试比较太阳和月球对地球的引力。
15．当国际空间站全部组装完成后总质量为470t，航天飞机满载货物后的质量为100t，当航天飞机与国际空间站相距1m时它们之间的万有引力多大？对航天飞机产生的加速度多大？
试卷第4页，总4页
试卷第3页，总3页
参考答案
1．ABC
【详解】
A．引入的公式，这个关系式实际上是牛顿第二定律，抓住引力提供向心力得出的，故A正确；
B．引入的公式，这个公式是匀速圆周运动线速度与周期的关系式，故B正确；
C．引入的公式，实质上是开普勒第三定律，是开普勒通过分析行星运动观测数据得到的，因此无法在实验室中得到验证，故C正确；
D．在探究太阳对行星的引力大小F的规律时，得到关系式F∝，根据牛顿第三定律得出F∝，最终用数学方法合并成关系式F∝，故D错误。
故选ABC。
2．AD
【详解】
AC．任何两个物体之间均存在万有引力，其大小只与物体的质量和间距有关，与第三者是否存在无关，故A正确C错误；
B．当物体间距很小时，公式已不再适用，选项B错误；
D．物体间的相互吸引力是一对作用力与反作用力，选项D正确。
故选AD。
3．BC
【详解】
AB．由
常量知，它们绕太阳运动的轨道半径之比是
选项A错误，B正确；
C．由知，两者速度之比为
选项C正确；
D．由于不知道两颗小行星的质量，不能确定它们受太阳的引力的关系，故D错误。
故选BC。
4．A
【详解】
把物体放到地球的中心时r＝0，此时万有引力定律不再适用，由于地球关于球心对称，所以吸引力相互抵消，对整体而言，万有引力为零。
故选A。
5．B
【详解】
根据
可得
则G的单位是
故选B。
6．D
【详解】
地球和月球之间存在的万有引力较大，它们是一对作用力和反作用力，作用效果不可抵消。它们不靠在一起的原因主要是因为月球绕地球做圆周运动，地球对月球的万有引力提供了月球做圆周运动的向心力，即万有引力不断改变月球的速度方向，使月球绕地球运行，故ABC错误，D正确。
故选D。
7．A
【详解】
根据万有能力定律可得
F＝G＝6.67×10－11×
N＝6.67×10－11N
故选A。
8．C
【详解】
根据
由题意有M与m不变，距离r增加，F变小。
故选C。
9．B
【详解】
两个实验都是通过将微小的变化放大，利于观察测量，都使用了放大的思想方法，故B正确，ACD错误。
故选B。
10．D
【详解】
根据万有引力定律得
行星质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半，一个物体在此行星上的万有引力和地球上万有引力之比F行：F地=
2:1，即你在这个行星上所受的引力是地球上引力的2倍，故选D。
11．
【详解】
[1]．设月球的质量为m，则地球的质量为pm；
“嫦娥一号”距离月球r，则距离地球qr；根据万有引力定律：
则
12．牛顿
卡文迪许
微小量放大
BC
【详解】
（1）[1][2][3]在牛顿发现万有引力定律100多年以后，英国的物理学家卡文迪许用如图实验装置测出了万有引力常量，不仅从实验上验证了万有引力定律的正确性，而且应用万有引力常量还可以测出地球的质量，他也因此被称为能测出地球质量的人。该实验运用微小量放大方法，将一般物体间几乎可以忽略的引力显现出来并做定量测量。
（2）[4]A．引力与温度无关，温度测量结果没有影响．故A错误；
B．为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”．利用平面镜对光线的反射，来体现微小形变的．当增大刻度尺与平面镜的距离时，转动的角度更明显，采用镜尺法显示扭秤的偏转情况，故B正确；
C．根据万有引力定律，则两小球m和m'的距离尽可能小些；故C正确；
D．由于引力常量G非常小，两球的质量之间的引力很小，则使小球的质量增大，并不能使引力明显增大，故D错误。
故选BC。
13．(1)G；(2)G
【详解】
(1)被挖去的小球挖去前对m2的万有引力为
F2＝G＝G
(2)将挖去的小球填入空穴中，由V＝πR3，m＝ρV可知，大球的质量为8m，则挖去小球前大球对m2的万有引力为
F1＝G＝G
m2所受剩余部分的万有引力为
F＝F1－F2＝G
14．太阳对地球的引力是月球对地球引力的178倍
【详解】
太阳质量M大约是月球质量m的2.7×107倍，太阳到地球的距离R大约是月球到地球距离r的3.9×102倍，设地球质量为m0，根据万有引力定律可知，太阳对地球的引力
月球对地球的引力
比较可知
15．
【详解】
根据万有引力定律，两艘万吨巨轮之间的万有引力的大小为：
；
根据牛顿第二定律F=ma有：
答案第2页，总5页
答案第5页，总5页
一、多选题
1．如果设行星的质量为m，绕太阳运动的线速度为v，公转周期为T，轨道半径为r，太阳的质量为M，则下列说法正确的是（ ）
A．在探究太阳对行星的引力大小F的规律时，引入的公式实际上是牛顿第二定律
B．在探究太阳对行星的引力大小F的规律时，引入的公式，实际上是匀速圆周运动的一个公式
C．在探究太阳对行星的引力大小F的规律时，引入的公式，实质上是开普勒第三定律，是不可以在实验室中得到验证的
D．在探究太阳对行星的引力大小F的规律时，得到关系式F∝之后，又借助相对运动的知识（也可以理解为太阳绕行星做匀速圆周运动）得到F∝，最终用数学方法合并成关系式F∝
2．对于质量为m1和m2的两个物体间的万有引力F＝G，下列说法正确的是（ ）
A．当有第3个物体m3放入m1、m2之间时，m1和m2间的万有引力将保持不变
B．当两物体间的距离r趋向零时，万有引力趋向无穷大
C．星球与星球之间才有万有引力，人与人之间没有万有引力
D．两个物体间的引力总是大小相等，方向相反，是一对作用力与反作用力
3．两颗小行星都绕太阳做圆周运动，它们的周期分别是T和3T，则（ ）
A．它们绕太阳运动的轨道半径之比是
B．它们绕太阳运动的轨道半径之比是
C．它们绕太阳运动的速度之比是
D．它们受太阳的引力之比是
二、单选题
4．设想把质量为m的物体放在地球的中心，地球质量为M，半径为R，则物体与地球间的万有引力为（ ）
A．零
B．无穷大
C．
D．
5．量纲分析是物理学中的一种很重要的研究方法。例如，任何两个物体之间都存在相互作用的引力，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比，与这两个物体之间的距离的平方成反比，其表达式可写为，式中G为万有引力常量，你可能不知道G的具体单位，但是你可以结合单位换算（量纲分析）对其做出推断，则根据你的推断，下列关于G的具体单位，表述正确的是（ ）
A．N·m/kg
B．
C．
D．
6．地球对月球具有相当大的万有引力，它们不靠在一起的原因是（ ）
A．不仅地球对月球有万有引力，而且月球对地球也有万有引力，这两个力大小相等，方向相反，相互平衡了
B．地球对月球的引力不算大
C．不仅地球对月球有万有引力，而且太阳系里其他星球对月球也有万有引力，这些力的合力为零
D．万有引力不断改变月球的运动方向，使得月球绕地球运行
7．如图所示，两个半径分别为r1＝0.40
m，r2＝0.60
m，质量分布均匀的实心球质量分别为m1＝4.0
kg，m2＝1.0
kg，两球间距离为r0＝1.0
m，则两球间相互引力的大小为（ ）
A．6.67×10－11N
B．大于6.67×10－11
N
C．小于6.67×10－11
N
D．不能确定
8．我国计划在今年利用“长征五号”运载火箭发射“天问一号"
火星探测器。在运载火箭离地球越来越远的过程中，地球对火星探测器万有引力大小的变化情况是（ ）
A．变大
B．不变
C．变小
D．无法确定。
9．图（a）是用来“显示桌（或支持）面的微小形变”的演示装置；图（b）是用来“测量万有引力常量”的扭秤。由图可知，两个实验装置共同的物理思想方法是（ ）
A．极限的思想方法
B．放大的思想方法
C．控制变量的方法
D．猜想的思想方法
10．如果你到达一个行星上，这个行星的半径只有地球半径的一半，质量也是地球质量的一半，则你在这个行星上所受的引力是地球上引力的（
）
A．倍
B．倍
C．1倍
D．2倍
三、填空题
11．地球质量是月球质量的p倍，“嫦娥一号”离地球的距离是它离月球的距离的q倍，则地球对“嫦娥一号”的引力是月球对“嫦娥一号”的引力的___________倍．
12．（1）在__________发现万有引力定律100多年以后，英国的物理学家____________用如图实验装置测出了万有引力常量，不仅从实验上验证了万有引力定律的正确性，而且应用万有引力常量还可以测出地球的质量，他也因此被称为能测出地球质量的人。该实验运用___________方法，将一般物体间几乎可以忽略的引力显现出来并做定量测量。
（2）在如图实验装置中，下列哪项措施是为了测量极小的引力而采取的_________.
A．把实验装置放在恒温箱内
B．用镜尺法显示扭秤的偏转情况
C．使两小球m和m'的距离尽可能小些
D．使转动小球的质量尽可能大些
四、解答题
13．一个质量均匀分布的球体，半径为2r，在其内部挖去一个半径为r的球形空穴，其表面与球面相切，如图所示。已知挖去小球的质量为m，在球心和空穴中心连线上，距球心d＝6r处有一质量为m2的质点，求：
(1)被挖去的小球挖去前对m2的万有引力为多大？
(2)剩余部分对m2的万有引力为多大？
14．太阳质量大约是月球质量的倍，太阳到地球的距离大约是月球到地球距离的倍，试比较太阳和月球对地球的引力。
15．当国际空间站全部组装完成后总质量为470t，航天飞机满载货物后的质量为100t，当航天飞机与国际空间站相距1m时它们之间的万有引力多大？对航天飞机产生的加速度多大？
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试卷第3页，总3页
参考答案
1．ABC
【详解】
A．引入的公式，这个关系式实际上是牛顿第二定律，抓住引力提供向心力得出的，故A正确；
B．引入的公式，这个公式是匀速圆周运动线速度与周期的关系式，故B正确；
C．引入的公式，实质上是开普勒第三定律，是开普勒通过分析行星运动观测数据得到的，因此无法在实验室中得到验证，故C正确；
D．在探究太阳对行星的引力大小F的规律时，得到关系式F∝，根据牛顿第三定律得出F∝，最终用数学方法合并成关系式F∝，故D错误。
故选ABC。
2．AD
【详解】
AC．任何两个物体之间均存在万有引力，其大小只与物体的质量和间距有关，与第三者是否存在无关，故A正确C错误；
B．当物体间距很小时，公式已不再适用，选项B错误；
D．物体间的相互吸引力是一对作用力与反作用力，选项D正确。
故选AD。
3．BC
【详解】
AB．由
常量知，它们绕太阳运动的轨道半径之比是
选项A错误，B正确；
C．由知，两者速度之比为
选项C正确；
D．由于不知道两颗小行星的质量，不能确定它们受太阳的引力的关系，故D错误。
故选BC。
4．A
【详解】
把物体放到地球的中心时r＝0，此时万有引力定律不再适用，由于地球关于球心对称，所以吸引力相互抵消，对整体而言，万有引力为零。
故选A。
5．B
【详解】
根据
可得
则G的单位是
故选B。
6．D
【详解】
地球和月球之间存在的万有引力较大，它们是一对作用力和反作用力，作用效果不可抵消。它们不靠在一起的原因主要是因为月球绕地球做圆周运动，地球对月球的万有引力提供了月球做圆周运动的向心力，即万有引力不断改变月球的速度方向，使月球绕地球运行，故ABC错误，D正确。
故选D。
7．A
【详解】
根据万有能力定律可得
F＝G＝6.67×10－11×
N＝6.67×10－11N
故选A。
8．C
【详解】
根据
由题意有M与m不变，距离r增加，F变小。
故选C。
9．B
【详解】
两个实验都是通过将微小的变化放大，利于观察测量，都使用了放大的思想方法，故B正确，ACD错误。
故选B。
10．D
【详解】
根据万有引力定律得
行星质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半，一个物体在此行星上的万有引力和地球上万有引力之比F行：F地=
2:1，即你在这个行星上所受的引力是地球上引力的2倍，故选D。
11．
【详解】
[1]．设月球的质量为m，则地球的质量为pm；
“嫦娥一号”距离月球r，则距离地球qr；根据万有引力定律：
则
12．牛顿
卡文迪许
微小量放大
BC
【详解】
（1）[1][2][3]在牛顿发现万有引力定律100多年以后，英国的物理学家卡文迪许用如图实验装置测出了万有引力常量，不仅从实验上验证了万有引力定律的正确性，而且应用万有引力常量还可以测出地球的质量，他也因此被称为能测出地球质量的人。该实验运用微小量放大方法，将一般物体间几乎可以忽略的引力显现出来并做定量测量。
（2）[4]A．引力与温度无关，温度测量结果没有影响．故A错误；
B．为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”．利用平面镜对光线的反射，来体现微小形变的．当增大刻度尺与平面镜的距离时，转动的角度更明显，采用镜尺法显示扭秤的偏转情况，故B正确；
C．根据万有引力定律，则两小球m和m'的距离尽可能小些；故C正确；
D．由于引力常量G非常小，两球的质量之间的引力很小，则使小球的质量增大，并不能使引力明显增大，故D错误。
故选BC。
13．(1)G；(2)G
【详解】
(1)被挖去的小球挖去前对m2的万有引力为
F2＝G＝G
(2)将挖去的小球填入空穴中，由V＝πR3，m＝ρV可知，大球的质量为8m，则挖去小球前大球对m2的万有引力为
F1＝G＝G
m2所受剩余部分的万有引力为
F＝F1－F2＝G
14．太阳对地球的引力是月球对地球引力的178倍
【详解】
太阳质量M大约是月球质量m的2.7×107倍，太阳到地球的距离R大约是月球到地球距离r的3.9×102倍，设地球质量为m0，根据万有引力定律可知，太阳对地球的引力
月球对地球的引力
比较可知
15．
【详解】
根据万有引力定律，两艘万吨巨轮之间的万有引力的大小为：
；
根据牛顿第二定律F=ma有：
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