2018高中物理第三章万有引力定律万有引力理论的成就练习(提高篇)教科版必修2

1、万有引力理论的成就（提咼篇）一、选择题：1 如图所示两球间的距离为 r，两球的质量分布均匀， 大小分别为 m、则两球的万有引力大小为（）A .G呼 B G呼 C .G辱 D .G嘶2rA（ri+a）（a+r）2万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律以下说法正确的是（）A .物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的B .人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大C .人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供D .宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用3.引力常量为 G,地球质量为 M,地球可看成球体，半径为 R 忽略地球的自转，则地球表面

2、重力加速度 的大小为（）GMGMA .gB . g= GR C .g2D .缺少条件，无法算出RR4.假如地球自转角速度增大，关于物体的万有引力以及物体重力，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5.设地球表面重力加速度为 go,物体在距离地心 4R（R 是地球的半径）处，由于地球的作用而产生的加速 度为 g，则 g/go为（）A . 1 B . 1/9 C . 1/4 D . 1/166.绕地球做匀速圆周运动的卫星中有一与内壁相接触的物体，则这个物体（）A .受地球的吸引

3、力和卫星内壁的支持力的作用B .受地球的吸引力和向心力的作用C. 物体处于完全失重状态，不受任何力的作用D. 只受地球的吸引力的作用7.据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形工作轨道距月球表面分别约为200 km 和 1130km,运行速率分别为 V1和 V2.那么 V1和 V2的比值为（月球半径取 1700 km）（）&假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动, A .地球公转周期大于火星的公转周期19181819已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么（）CD2B .地球公转的线速度小于火星公转的线速度C .地球公转的加速度小于火星公转的加速度D .地球公转的角速度大

4、于火星公转的角速度39登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于 视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比行星半径/111质量/kg轨道半径/m地球6,4 X1066.0X1024L5X1011火星3.4X1066.4 X1O2323X1011A .火星的公转周期较小B.火星做圆周运动的加速度较小C.火星表面的重力加速度较大D .火星的第一宇宙速度较大10.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 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

5、小为()11.银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星由质量不等的星体有引力作用下绕两者连线上某一定点C 做匀速圆周运动。由天文学观测得其周期为T,s1到 C 点的距离为2.已知万有引力常量 G,地球半径 R,月球和地球之间的距离 r，同步卫星距地面的高度 h,月球绕地球 的运转周期干，地球的自转周期 T2,地球表面的重力加速度 g.某同学根据以上条件，提出一种估算地球 质量 M 的方法：(1)请判断上面的结果是否正确，并说明理由，如不正确，请给出正确的解法和结果;(2)请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果.3 .如图所示为中国月球探测工程的想象标志，它以中国书法的笔触，勾勒出

6、一轮明月和一双踏在其上的 脚印，象征着月球探测的终极梦想.一位勤于思考的同学为探月宇航员设计了如下实验：在距月球表面高 h 处以初速度 V0水平抛出一个物体，然后测量该平抛物体的水平位移为x;通过查阅资料知道月球的半径为 R，引力常量为 G 若物体只受月球引力的作用，请你求出：2020 年登陆火星。地球和火星公转()A. 0 BGM(R h)2GMm(R h)2GMh2S和S2构成，两星在相互之间的万A,S1和S2的距离为r，已知万有引力常量为G 由此可求出S2的质量为()A.2 24二r (r -rjGT2B.r1C.GT4二2r3GT2D.4：2r2r,GT2、计算题:1.太空中有一颗绕恒

7、星做匀速圆周运动的行星,此行星上一昼计测量物体的重力的读数比在两极时测量的读数小10%已知引力常量为 G 求此行星的平均密度.4二2h3GT22同步卫星绕地心做圆周运动，由得M二4(1)月球表面的重力加速度g月；月球的质量 M(3)环绕月球表面的宇宙飞船的速率v 是多少？4 中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大。现有一中子星，观测到它的自转周期为1一 一 一 一Ts。问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定不致因自转而瓦解？计算时星体可视为30均匀球体。(引力常量为G =6.67 10J1N m2/kg2)【答案与解析】1.D解析：F-GM2“ R”为两质点之间的距离，即

8、R= n+r+r2.R22.C解析：物体的重力是地球的万有引力产生的，万有引力的大小与质量的乘积成正比，与距离的平方成反比，所以 A、B 错：人造地球卫星绕地球运动的向心力是万有引力提供的，宇宙飞船内的宇航员处于失重状态 是因为宇航员受到的万有引力全部提供了宇航员做圆周运动所需的向心力，所以C 对、D 错.3.C解析：忽略地球自转时，物体所受的重力等于地球对物体的万有引力，则有mg二.所以g=辱RR4.A、B、C解析：地球自转角速度增大，物体受到的万有引力不变，选项A 正确；在两极，物体受到的万有引力等于其重力，则其重力不变，选项 B 正确，D 错误；而对放在赤道地面上的物体，F万二G重m 2

9、R，由于3增大，则G重减小，选项 C 正确.5.D4R 处的加速度均由地球对物体的万有引力产生，所以有:离地心 4R 处：G卫冬=mg,(4R)由两式得6.D解析：卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，向心加速度等于重力加速度，卫星处于完全失重状 态，卫星内的物体与支持物间没有弹力作用。解析：地面上:mMGWmg，CLEP25Fn=F =0. 1mg.而一昼夜的时间 T 就是行星的自转周期.根据牛顿第二定律，有0.1mg鬥2解析：比较太阳的任意两颗行星的运动情况，行星的大小、形状与其运动快慢无关筛选所给的信息，其 重要信息是：地球与火星离太阳的距离，设其运动轨道是圆形的，且做匀速圆周运动，

10、根据开普勒第三定 律：轨道半径的三次方与公转周期的平方的比值相等，得A 错误.由推理可知，轨道半径小的行星，其运动速度大，故 B 错误.根据匀速圆周运动向心加速度公式及开普勒第三定律，可知半径大的向心加速度小,故 C 错误火星的周期较大，则由匀速圆周运动的知识得：火星的角速度较小，故D 正确.故选：D9、B解析：AB 选项主要看轨道半径，半径大的公转周期就大，加速度就小，所以B 正确。CD 选项主要看星球10、B解析：对飞船受力分析，所受到的万有引力提供匀速圆周运动的向心力，等于飞船所在位置的重力，即故选：B11.D解析：设S,和S2两星体的质量分别为m,、m2，根据万有引力定律和牛顿第二定律

11、得:对S,有G呼r,-224二r r,GT2总结：对于双星欲求S,的质量，要以S为研究对象。二、计算题：c 30兀一,.2解析：设行星的质量为 M 半径为 R,两极处重力加速度为 g，平均密度为p，物体的质GT2量为 m.物体在赤道上的重力比两极小 10 % ,表明在赤道上随行星自转做圆周运动的向心力7. C解析：由=m，得r本身的质量与半径，其中GMGM。比较得出CD错。GMm2= mg，可得飞船的重力加速度为(R h)2g=GM(R h)2,故选 Bo解之得m2故选项 D 正确。8，故 C 项正确.61g月f，V0t，取月球表面上的物体 m 研究，它受到的重力与万有引力相等，即GMmmg月-RT-，2 2 2解得詈=饗环绕月球表面的宇宙飞船做匀速圆周运动的半径为 R，万有引力充当向心力，GMm m v .t=(m为飞船的质量),R2R所以V冒=、.g月R2hR4.1.27 1014kg/m3根据万有引力定律两极处的重力加速度g2 解析：(1)上面的结果是错误的，地球半径.2(R h)，得MM430JT=GGJ、R，所以行星的平均密度2R23GT2R 在计算过程中不能忽略.正确的解法和结果：42(R h)3(R h)2(2)方法一：对月球绕地球做圆周运动，有方法二：在地球表面