2012高中物理 5.1万有引力定律及引力常量的测定4每课一练 鲁教版必修2

1、5.1万有引力定律及引力常量的测定41.下列说法中正确的是（ ）A.行星绕太阳的椭圆轨道可以近似地看作圆轨道,其向心力来源于太阳对行星的引力B.太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力,所以行星绕太阳运转而不是太阳绕行星运转C.万有引力定律适用于天体,不适用于地面上的物体D.行星与卫星之间的引力,地面上的物体所受的重力和太阳对行星的引力,性质相同,规律也相同解析：物体间的万有引力遵循牛顿第三定律，所以太阳对行星的引力等于行星对太阳的引力，选项B错误.万有引力适用于一切物体，只是地面上的物体之间的万有引力非常小，平常感觉不到，可以忽略不计，选项C错误.答案：AD2.如图5-1-2所示,两球的半径分别

2、为r1和r2,均小于r,而球的质量分布均匀,大小分别为m1、m2,则两球间的万有引力大小为（ ）图5-1-2A.Gm1m2/r2 B.Gm1m2/r12C.Gm1m2/（r1+r2）2 D.Gm1m2/（r1+r2+r）2解析：均匀的球体可以视为质量集中于球心的质点，质点间的距离为球心之间的距离.答案：D3.火星的质量约为地球质量的，火星到太阳的距离为地球到太阳距离的1.5倍，那么地球受到太阳的引力是火星受到太阳引力的_倍.解析：知道行星与物体间的引力为：F=G，设地球的质量为m，地球与太阳之间的距离为r，则火星的质量就为m，火星的半径为1.5r，将已知条件代入上面的公式得：F地=G，F火=G

3、，所以地球受到太阳的引力是火星受到太阳引力的倍.答案：4.海王星的公转周期约为5.19 ×109 s，地球的公转周期为3.16×107 s，则海王星与太阳的平均距离约为地球与太阳的平均距离的多少倍?解析：由开普勒第三定律=k可得：所以=30.应用公式分析问题时，注意公式中各物理量的含义：R指天体椭圆运动的半长轴或者圆周运动的半径；T指公转周期，而不是自转周期.答案：30倍5.行星的质量为m，一个绕它做匀速圆周运动的卫星的轨道半径为R，周期是T.试用两种方法求出卫星在轨道上的向心加速度.解析：可以用运动学知识代公式求解，也可以运用牛顿第二定律列式求解.由运动学公式可知向心加速

4、度a=R2=R 行星对卫星的万有引力即为卫星的向心力，由G=ma可知，向心加速度a=G.6.如图5-1-6所示，飞船沿半径为R的圆周围绕着地球运动，其运行周期为T，如果飞船返回地面，可在轨道的某一点A处将速率降低到适当的数值，从而使飞船沿着以地心O为焦点的椭圆轨道到达与地球表面相切处的B点.求飞船由A点到B点的时间（图中R0是地球的半径）.图5-1-6解析：这是飞船返回地面的一个理想化模型，题中飞船沿圆轨道运动和沿椭圆轨道运动时，我们假设发动机没有开动，飞船仅在地球引力作用下运动，这样的运动与行星绕太阳运行属于同一种性质，有着相同的运动规律，可以运用开普勒第三定律来处理.设飞船的椭圆轨道的半径

5、为a，由题图可知a= 另设飞船沿椭圆轨道运行的周期为T，由开普勒第三定律，得= 所以T=T故从A运动到B的时间为t=即飞船由A点到B点的时间为.7.如图5-1-7所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面启动后，以加速度分式竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪对平台的压力为启动前压力的分.已知地球半径为R，求火箭此时离地面的高度.（g为地面附近的重力加速度）图5-1-7解析：在地面附近的物体，所受重力近似等于物体所受到的万有引力，即mgG.物体距地面一定高度时，万有引力定律中的距离为物体至地心的距离，重力和万有引力不相等，故此时的重力加速度小于地面上的重力加速度.取测试仪为研究对象，其先

6、后受力如图甲、乙所示，据物体的平衡条件有FN1=mg1，g1=g，所以FN1=mg，据牛顿第二定律有FN2-mg2=ma=m·，所以FN2=+mg2，由题意知FN2=FN1，所以+mg2=×mg，所以g2=g.设火箭距地面高度为H，则有mg2=G·，由于mgG，所以g=，所以H=.8.一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道，宇航员进行预定的考察工作.宇航员能不能仅用一只表通过测定时间来测定该行星的密度呢?说明理由及推导过程，并说明推导过程中各量的物理意义.解析：利用万有引力提供向心力与圆周运动知识求解密度的不同表达式，尽可能地要使表达式包含宇宙飞船的运转周期，只要利用一只表测量运转周期即可.由此原理便可设计实验的步骤与方法.宇宙飞船靠近行星表面做匀速圆周运动，设行星质量为M，宇宙飞船质量为m