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1、 1 高中物理必修二万有引力定律 第 2 节万有引力定律课时作业 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 2把行星运动近似看做匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T2r3/k，m为行星质量，则可推得()A行星受太阳的引力为Fkmr2 B行星受太阳的引力都相同 C行星受太阳的引力为Fk42mr2 D质量越大的行星受太阳的引力一定越大 3关于万有引力和万有引力定律理解正确的有()A不能看做质点的两物体之间不存在相互作用的引力 B可看做质
2、点的两物体间的引力可用FGm1m2r2计算 C由FGm1m2r2知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大，紧靠在一起时，万有引力无穷大 D 引力常量的大小首先是由卡文迪许测出来的，约等于 6.671011 N m2/kg2 4关于引力常量G，下列说法中正确的是()AG值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值，可用万有引力定律进行定量计算 B引力常量G的大小与两物体质量乘积成反比，与两物体间距离的平方成正比 C引力常量G的物理意义是，两个质量都是 1 kg 的物体相距 1 m 时相互吸 2 引力为 6.671011 N D引力常量G是不变的，其值大小与单位制的选择无关 5地球对月球具有相当大
3、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 6要使两物体(两物体始终可以看做质点)间万有引力减小到原来的18，可采用的方法是()A使两物体的质量各减小一半，距离保持不变 B使两物体质量各减小一半，距离增至原来的2 倍 C使其中一个物体质量减为原来的12，距离增至原来的 2 倍 D使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的12 7设想人类开发月球
4、，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看做是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前相比()A地球与月球间的万有引力变大 B地球与月球间的万有引力变小 C地球与月球间的引力不变 D地球与月球间引力无法确定怎么变化 8一名宇航员来到一个星球上，如果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到的万有引力的大小是他在地球上所受万有引力的()A0.25 倍 B0.5 倍 C2.0 倍 D4.0 倍 3 9如图所示，两球的半径分别为r1和r2，且远小于r，而球质量分布均匀，大小分别是m1和m2，则两球间的万有引力大小为()A
5、Gm1m2r2 BGm1m2r21 CGm1m2r1r22 DGm1m2r1r2r2 10如图所示，P、Q为质量均为m的两个质点，分别置于地球表面上的不同纬度上，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()AP、Q受地球引力大小相等 BP、Q做圆周运动的向心力大小相等 CP、Q做圆周运动的角速度大小相等 DP受地球引力大于Q所受地球引力 11火箭在高空某处所受的引力为它在地面某处所受引力的一半，则火箭离地面的高度与地球半径之比为()A(21)1 B(21)1 C.21 D1 2 12据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的
6、6.4 倍，一个在地球表面重量为 600 N 的人在这个行星表面的重量将变为 960 N由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为()A0.5 B2 C3.2 D4 13火星半径是地球半径的一半，火星质量约为地球质量的19，那么地球表 4 面质量为 50 kg 的人受到地球的吸引力约为火星表面同质量的物体受到火星引力的多少倍？14如图所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面启动后，以g2的加速度竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪器对平台的压力为启动前压力的1718.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)第 2 节万有引力定律课时作业 参考答案 5 1在牛
7、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 答案 D 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Fm星r2，依据等效法，行星对大阳的引力也符合关系式Fm日r2，故 D项正确 2把行星运动近似看做匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T2r3/k，m为行星质量，则可推得()A行星受太阳的引力为Fkmr2 B行星受太阳的引力都相同 C行星受太阳的引力为Fk42mr2 D质量越大的行星受太阳的引力一
8、定越大 答案 C 解析 行星受到的太阳的引力提供行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，由向心力公式可知Fmv2r，又因为v2rT，代入上式得F42mrT2.由开普勒第三定律r3T2k，得T2r3k，代入上式得Fk42mr2.太阳与行星间的引力与太阳、行星的质量及太阳与行星间的距离有关故选项 C 正确 3关于万有引力和万有引力定律理解正确的有()A不能看做质点的两物体之间不存在相互作用的引力 B可看做质点的两物体间的引力可用FGm1m2r2计算 C由FGm1m2r2知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大，紧靠在一起时，万有引力无穷大 D引力常量的大小首先是由卡文迪许测出来的，约等于 6.671
9、011 Nm2/kg2 答案 BD 解析 只有可看做质点的两物体间的引力可用FGm1m2r2计算，但是不能看做质点的两个物体之间依然有万有引力，只是不能用此公式计算，选项 A 错误，B 正确；万有引力随物体间距离的减小而增大，但是当距离比较近时，计算公式就不再适用，所以说万有引力无穷大是错误的，选项 C 错误；引力常量的大小首先是由卡文迪许通过扭秤装置测出来的，约等于 6.671011 Nm2/kg2，选项 D 正确 4关于引力常量G，下列说法中正确的是()AG值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值，可用万有引力定律进行定量计算 B引力常量G的大小与两物体质量乘积成反比，与两物体间距离的平方
10、成正比 C引力常量G的物理意义是，两个质量都是 1 kg 的物体相距 1 m 时相互吸引力为 6.671011 N D引力常量G是不变的，其值大小与单位制的选择无关 答案 AC 解析 利用G值和万有引力定律不但能“称”出地球的质量，而且可测定远离地球的一些天体的质量、平均密度等，故选项 A 正确引力常量G是一个普遍适用的常量，通常取G6.671011 Nm2/kg2，其物理意义是：两个质量都是 1 kg 的物体相距 1 m 时相互吸引力为 6.671011 N它的大小与所选的单位有关，例如质量单位取克(g)，距离单位取厘米 6(cm)，则求得的G值大小不同，故选项 C 正确，选项 B、D 错误
11、 5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 答案 D 解析 地球和月球之间存在相当大的万有引力，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 A、B、C 错误，D
12、 正确 6要使两物体(两物体始终可以看做质点)间万有引力减小到原来的18，可采用的方法是()A使两物体的质量各减小一半，距离保持不变 B使两物体质量各减小一半，距离增至原来的 2 倍 C使其中一个物体质量减为原来的12，距离增至原来的 2 倍 D使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的12 答案 C 解析 两质点间的引力与二者质量乘积成正比，与距离的平方成反比，可判断只有 C项正确 7设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看做是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前相比()A地球与月球间的万有引力变大 B地球与月球间的万有引力变小 C地球
13、与月球间的引力不变 D地球与月球间引力无法确定怎么变化 答案 B 解析 设开始时地球的质量为m1，月球的质量为m2，两星球之间的万有引力为F0，开采后地球的质量增加m，月球的质量相应减小m，它们之间的万有引力变为F，根据万有引力定律有F0Gm1m2r2 FGm1mm2mr2 Gm1m2r2Gm1m2mm2r2 上式中因m1m2，后一项必大于零，由此可知F0F，故 B 选项正确 8一名宇航员来到一个星球上，如果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到的万有引力的大小是他在地球上所受万有引力的()A0.25 倍 B0.5 倍 C2.0 倍 D4.0 倍
14、 答案 C 7 解析 F地引GMmr2，F星引G12Mm12r22GMmr22F地引，C 项正确 9如图所示，两球的半径分别为r1和r2，且远小于r，而球质量分布均匀，大小分别是m1和m2，则两球间的万有引力大小为()AGm1m2r2 BGm1m2r21 CGm1m2r1r22 DGm1m2r1r2r2 答案 D 解析 两球质量分布均匀，可认为质量集中于球心，由万有引力定律得两球间的万有引力FGm1m2r1r2r2，故选项 D 正确 10如图所示，P、Q为质量均为m的两个质点，分别置于地球表面上的不同纬度上，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(
15、)AP、Q受地球引力大小相等 BP、Q做圆周运动的向心力大小相等 8 CP、Q做圆周运动的角速度大小相等 DP受地球引力大于Q所受地球引力 答案 AC 解析 计算均匀球体与质点间的万有引力时，r为球心到质点的距离，因为P、Q到地球球心的距离相同，根据FGMmr2，P、Q受地球引力大小相等P、Q随地球自转，角速度相同，但轨道半径不同，根据Fnmr2，P、Q做圆周运动的向心力大小不同综上所述，选项 A、C 正确 11火箭在高空某处所受的引力为它在地面某处所受引力的一半，则火箭离地面的高度与地球半径之比为()A(21)1 B(21)1 C.21 D1 2 答案 B 解析 设地球的半径为R，火箭离地面
16、高度为h，所以FhGMmRh2，F地GMmR2 其中Fh12F地 因此hR211，选项 B 正确 12据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的 6.4倍，一个在地球表面重量为 600 N 的人在这个行星表面的重量将变为 960 N由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为()A0.5 B2 C3.2 D4 答案 B 解析 设地球的质量为M1，地球半径为R1，此行星的质量为M2，半径为R2，人的质量为m.由题意知，M26.4M1,600 NGM1mR21，960 NGM2mR22.由以上三式可得：R2R12，故 B 正确 13火星半径是地球半径的一半，火星质量约为地球质
17、量的19，那么地球表面质量为 50 kg 的人受到地球的吸引力约为火星表面同质量的物体受到火星引力的多少倍？答案 94 解析 设火星半径为R，地球半径为 2R；火星质量为M，地球质量为 9M.在地球上FG9Mm4R2，在火星上FGMmR2，所以同质量的人在地球表面受到的吸引力是在火星表面受到的吸引力的94倍 9 14如图所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面启动后，以g2的加速度竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪器对平台的压力为启动前压力的1718.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)答案 R2 解析 火箭上升过程中，物体受竖直向下的重力和向上的支持力，设离地高度为h时，重力加速度为g.由牛顿第二定律得 1718mgmgmg2，得g49g.由万有引力定律知GMmR2mg，GMmRh2mg.由联立得hR2.