萬有引力練習(xí)

1、 萬有引力定律 1. 火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據(jù)開普勒行星運動定律可知（D） A. 太陽位于木星運行軌道的中心B. 火星和木星繞太陽運行的速度大小始終相等C. 相同時間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積D. 火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的二次方等于它們軌道半長軸之比的三次方2.關(guān)于萬有引力定律，以下說法正確的是（D） A. 牛頓在前人研究基礎(chǔ)上總結(jié)出萬有引力定律，并計算出了引力常數(shù)為GB. 德國天文學(xué)家開普勒對他導(dǎo)師第谷觀測的行星數(shù)據(jù)進行了多年研究，得出了萬有引力定律C. 英國物理學(xué)家卡文迪許

2、測出引力常數(shù)為G ， 并直接測出了地球的質(zhì)量D. 月地檢驗表明地面物體和月球受地球的引力，與太陽行星間的引力遵從相同的規(guī)律 3.氣象衛(wèi)星是用來拍攝云層照片，觀測氣象資料和測量氣象數(shù)據(jù)的。我國先后自行成功研制和發(fā)射了“風(fēng)云一號”和“風(fēng)云二號”兩顆氣象衛(wèi)星。“風(fēng)云一號”衛(wèi)星軌道與赤道平面垂直，通過兩極，每12小時巡視地球一周，稱為“極地圓軌道”?！帮L(fēng)云二號”氣象衛(wèi)星軌道平面在赤道平面內(nèi)稱為“地球同步軌道”，則“風(fēng)云一號”衛(wèi)星比“風(fēng)云二號”衛(wèi)星（ C ） A. 運行角速度小         

3、          B. 運行線速度小                   C. 覆蓋范圍廣                

4、60;  D. 向心加速度小4.關(guān)于質(zhì)量為m1和質(zhì)量為m2的兩個物體間的萬有引力表達式F=G ，下列說法正確的是（   C ） A. 公式中的G是萬有引力常量，它是由牛頓通過實驗測量出的B. 當(dāng)兩物體間的距離r趨于零時，萬有引力趨于無窮大C. m1和m2所受萬有引力大小總是相等D. 兩個物體間的萬有引力總是大小相等，方向相反，是一對平衡力5(多選).登上火星是人類的夢想，“嫦娥之父”歐陽自遠透露：中國計劃于2020年登陸火星。地球和火星公轉(zhuǎn)視為勻速圓周運動，忽略行星自轉(zhuǎn)影響。根據(jù)下表，火星和地球相比( B

5、D )A. 火星的公轉(zhuǎn)周期較小                                           B. 火星做圓周運動的加速度較小C

6、. 火星表面的重力加速度較大                               D . 火星表面的重力加速度較小5.【答案】BD 【解析】【解答】火星與地球都是繞太陽，由于太陽對他們的萬有引力提供其做圓周運動的向心力，設(shè)太陽的質(zhì)量為M即有=man=解

7、得，,有表格數(shù)據(jù)可見火星軌道半徑較大，因此向心加速度an較小，故選項B正確，公轉(zhuǎn)周期T較大，故選項A錯誤在表面處時，根據(jù)，可得，即所以火星表面的重力加速度較小故選項C錯誤D正確。  6.許多科學(xué)家在物理學(xué)發(fā)展過程中做出了重要貢獻，下列敘述中符合物理學(xué)史實的是（ A  ） A.  開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運動的規(guī)律。B. 奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，總結(jié)出了電磁感應(yīng)定律。C. 牛頓提出了萬有引力定律，通過實驗測出了萬有引力常量。D. 開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運行的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因。7.(

8、多選)把太陽系各行星的運動近似看作勻速圓周運動，則離太陽越遠的行星（BD） A. 周期越小                        B. 線速度越小               

9、60;        C. 角速度越大                        D. 加速度越小 7.【答案】B,D 【解析】【解答】萬有引力提供行星做圓周運動的向心力；A、由牛頓第二定律得：G =m r，解得：T=2 ，離太陽越遠的行星軌道半徑r越大，

10、周期T越大，故A錯誤；B、由牛頓第二定律得：G =m ，解得：v= ，離太陽越遠的行星軌道半徑r越大，線速度v越小，故B正確；C、由牛頓第二定律得：G =m2r，解得：= ，離太陽越遠的行星軌道半徑r越大，角速度越小，故C錯誤；D、由牛頓第二定律得：G =ma，解得：a= ，離太陽越遠的行星軌道半徑r越大，加速度a越小，故D正確；故選：BD8.已知太陽光從太陽射到地球需要500 s，地球繞太陽的公轉(zhuǎn)周期約為3.2×107 s，地球的質(zhì)量約為6×1024 kg，太陽對地球的引力F引_ N。（答案只需保留一位有效數(shù)字） 8.【答案】3×1022 【解析】【解答】F引F

11、向mR2mR 又Rct（c為光速）得F引  N3×1022 N【分析】天體運動中，通常認為天體做勻速圓周運動，向心力由萬有引力提供，此題考查利用向心力公式進行計算。9.為了研究太陽演化進程，需知道目前太陽的質(zhì)量M已知地球半徑R=6.4×106m，地球質(zhì)量m=6×1024kg，日地中心的距離r=1.5×1011m，地球公轉(zhuǎn)周期為一年，地球表面處的重力加速度g=10m/s2 ， 試估算目前太陽的質(zhì)量（保留二位有效數(shù)字，引力常量未知 9.【答案】解：地球繞太陽做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，有根據(jù)地球表面的萬有引力等于重力得：地球表面質(zhì)量為m&#

12、39;的物體有：兩式聯(lián)立得 代入數(shù)據(jù)解得 答：太陽的質(zhì)量是 【解析】【分析】地球繞太陽公轉(zhuǎn)，知道了軌道半徑和公轉(zhuǎn)周期利用萬有引力提供向心力可列出等式根據(jù)地球表面的萬有引力等于重力列出等式，聯(lián)立可求 10.2016年3月1日，嫦娥一號衛(wèi)星系統(tǒng)總指揮兼總設(shè)計師葉培建院士表示，中國計劃2018年前后發(fā)射“嫦娥四號”月球探測器，在月球背面軟著陸，假設(shè)“嫦娥四號”繞月飛行軌道近似為圓形，距月球表面高度為H，飛行周期為T，月球的半徑為R，引力常量為G求： （1）月球的密度； （2）月球的表面重力加速度 10.【答案】（1）解：飛船繞月球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，有   解得

13、月球的密度 = （2）解：根據(jù)月球表面物體重力等于萬有引力   解得： = 【解析】【分析】（1）先根據(jù)萬有引力提供向心力求出月球的質(zhì)量，再根據(jù)密度公式求月球的密度（2）根據(jù)重力等于萬有引力求出月球表面的重力加速度答案解析部分1.【答案】D 【解析】【解答】解：A、所有行星分別沿不同大小的橢圓軌道繞太陽運動，太陽處于橢圓的一個焦點上故A錯誤； B、對每一個行星而言，太陽行星的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等行星在此橢圓軌道上運動的速度大小不斷變化，故B錯誤；C、第二定律：對每一個行星而言，太陽行星的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等，是對同一個行星而言，故C錯誤；D、所有行星的軌

14、道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，所以火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的二次方等于它們軌道半長軸之比的三次方，故D正確；故選：D【分析】熟記理解開普勒的行星運動三定律：第一定律：所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上第二定律：對每一個行星而言，太陽行星的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等2.【答案】D 【解析】【解答】A、牛頓在前人研究基礎(chǔ)上總結(jié)出萬有引力定律，物理學(xué)家卡文迪許利用卡文迪許扭秤首先較準(zhǔn)確的測定了引力常量，故A錯誤B、德國天文學(xué)家開普勒對他導(dǎo)師第谷觀測的行星數(shù)據(jù)進行多年研究，得出了

15、開普勒三大定律，故B錯誤C、英國物理學(xué)家卡文迪許利用卡文迪許扭秤首先較準(zhǔn)確的測定了引力常量，間接測出了地球的質(zhì)量，并不是直接的，故C錯誤D、月地檢驗表明地面物體和月球受地球的引力，與太陽行星間的引力遵從相同的規(guī)律，故D正確故選：D【分析】本題是物理學(xué)史問題，應(yīng)根據(jù)開普勒、牛頓、伽利略等科學(xué)家的科學(xué)成就進行解答3.【答案】C 【解析】解答：解：因為它們的周期不相等，一號的周期小，根據(jù)T= ，故它的角速度大，選項A錯誤；在半徑相同的情況下，一號的線速度v=R ， 故它的線速度大，選項B不正確；一號衛(wèi)星的覆蓋范圍比二號要大，故選項C正確；因為一號的角速度大，故它的向心加速度也大，選項D錯誤，所以該題

16、選C。 分析：風(fēng)云二號衛(wèi)星為地球同步軌道衛(wèi)星，故周期為24h ， “風(fēng)云一號”衛(wèi)星是極地衛(wèi)星，周期為12h ， 根據(jù)r得到周期與半徑的關(guān)系式，由此可知周期越大，軌道半徑越大，衛(wèi)星離地面越高衛(wèi)星運行時萬有引力提供向心力，可根據(jù)牛頓第二定律得到軌道半徑、向心加速度以及線速度的大小關(guān)系，根據(jù)這個關(guān)系再討論即可4.【答案】C 【解析】【解答】解：A、公式中的G是引力常量，是卡文迪許通過實驗測量出來的，故A錯誤；B、當(dāng)兩物體間的距離r趨向零時，兩物體不能看成質(zhì)點，萬有引力定律不再適用故B錯誤；C、兩個物體間的萬有引力總是大小相等，方向相反，是一對作用力和反作用力，大小一定是相等的故C正確，D錯誤；故選：

17、C【分析】萬有引力定律的條件是適用于兩質(zhì)點間的萬有引力，自然界中任意兩個物體都有萬有引力，兩物體間相互的萬有引力是一對作用力和反作用力5.【答案】BD 【解析】【解答】火星與地球都是繞太陽，由于太陽對他們的萬有引力提供其做圓周運動的向心力，設(shè)太陽的質(zhì)量為M即有=man=解得，,有表格數(shù)據(jù)可見火星軌道半徑較大，因此向心加速度an較小，故選項B正確，公轉(zhuǎn)周期T較大，故選項A錯誤在表面處時，根據(jù)，可得，即所以火星表面的重力加速度較小故選項C錯誤D正確。6.【答案】A 【解析】【解答】解：A、開普勒通過研究發(fā)現(xiàn)了行星沿橢圓軌道運行的規(guī)律故A正確B、奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第總結(jié)出了電磁感應(yīng)定律故

18、B錯誤C、牛頓提出了萬有引力定律，卡文宙許通過實驗測出了萬有引力常量G，故C錯誤D、開普勒只發(fā)現(xiàn)了行星沿橢圓軌道運行的規(guī)律，沒有找出原因，故D錯誤故選：A【分析】本題是物理學(xué)史問題，根據(jù)法拉第、奧斯特、牛頓、卡文迪許、開普勒等人的物理學(xué)成就進行解答7.【答案】B,D 【解析】【解答】萬有引力提供行星做圓周運動的向心力；A、由牛頓第二定律得：G =m r，解得：T=2 ，離太陽越遠的行星軌道半徑r越大，周期T越大，故A錯誤；B、由牛頓第二定律得：G =m ，解得：v= ，離太陽越遠的行星軌道半徑r越大，線速度v越小，故B正確；C、由牛頓第二定律得：G =m2r，解得：= ，離太陽越遠的行星軌道半徑r越大，角速度越小，故C錯誤；D、由牛頓第二定律得：G =ma，解得：a= ，離太陽越遠的行星軌道半徑r越大，加速度a越小，故D正確；故選：BD【分析】萬有引力提供向心力，由萬有引力公式與牛頓第二定律求出周期、線速度、角速度、加速度，然后分析答題8.【答案】3×1022 【解析】【解答】F引F向mR2mR 又Rct（c為光速）得F引  N3×1022 N【分析】天體運動中，通常認為天體做勻速圓周運動，向心力由萬有引力提供，此題考查利用向心力公式進行計算。9.【答案】解：地球繞太陽做勻速圓周運動，萬有引力提供向心