高一物理萬有引力定律同步練習(xí)

1、高一物理萬有引力定律同步練習(xí)第三節(jié) 引力常量的測定源于教材【基本點(diǎn)】點(diǎn)1.萬有引力定律內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的， 引力的大小跟兩個(gè)物體的質(zhì) 量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比。表達(dá)式：F=Gmr萬有引力定律是兩個(gè)具有質(zhì)量的物體間的相互作用力， 是宇宙中物體間的一 種基本作用形式。公式中的r應(yīng)理解為相互作用的兩個(gè)物體質(zhì)心間的距離； 對于均勻的球體，r是兩球心間的距離；對地表附近的物體，r是物體和地 心間的距離。點(diǎn)2.對萬有引力定律，應(yīng)從以下幾方面理解：普遍性：萬有引力是普遍存在于宇宙中的任何有質(zhì)量的物體 （大到天體小到 微觀粒子）問的相互吸引力，它是自然界的物體間的基本相互

2、作用之一。相互性：兩個(gè)物體相互作用的引力是一對作用力與反作用力，符合牛頓第三定律。宏觀性：通常情況下，萬有引力非常小，只有在質(zhì)量巨大的大體間或天體與 物體問它的存在才有宏觀的物理意義。 在微觀世界中，粒子的質(zhì)量都非常 小，粒子間的萬有引力很不顯著，萬有引力可以忽略不計(jì)。適用條件：1、嚴(yán)格地說，萬有引力定律的公式只適用于計(jì)算質(zhì)點(diǎn)間的相互作用。當(dāng)兩 個(gè)物體間的距離比物體本身大得多時(shí)，也可用于近似計(jì)算兩物體間的萬有 引力。2、質(zhì)量均勻的球體間的相互作用，也可用于萬有引力定律公式來計(jì)算，式 中的r是兩個(gè)球體球心間的距離。3、一個(gè)均勻球體與球外一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的萬有引力也可用計(jì)算，式中的是球體球 心到質(zhì)點(diǎn)的距離

3、。【典型題解】例1、設(shè)地球的質(zhì)量為M ,地球半徑為R,月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑為r ,試證 在地球引力的作用下：（1）地面上物體的重力加速度g=G4；（2）月球繞地R球運(yùn)轉(zhuǎn)的加速度a =GM。r分析：雖然地球表面物體所受重力不等于萬有引力， 但由于物體做圓周運(yùn)動時(shí)從萬有引力分的分力很小，所以一般我們在處理問題時(shí)，往往把重力近似看成等于 萬有引力；月球圍繞地球做圓周運(yùn)動，靠的是地球?qū)υ虑虻娜f有引力提供的向 心力，所以由此可得等式關(guān)系解析：（1）利用在地球表面重力近似等于萬有引力，即mg = GMmGM22， g Z2RR（2）利用萬有引力提供向心力，即 G嗎1 =ma, rGM a = r r答

4、案：g，粵RGMa = -2r評析：處理本章問題時(shí)，由于其運(yùn)動的特點(diǎn)決定了： 一般都是用。萬有引力提供向 心力重力近似等于萬有引力兩個(gè)思路處理問題【鞏固練習(xí)】1.下列關(guān)于萬有引力定律說法正確的是（）A.萬有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的B.萬有引力定律適用于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用C. F 二Gmi m2中的G是一個(gè)比例常數(shù)，沒有單位D.兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體，r是兩球心間的距離2.如圖6-2-1所示，兩球的半徑遠(yuǎn)小于R,而球質(zhì)量均勻分布,質(zhì)量為m1、m2,則兩球間的萬有引力大小為（圖 6-2-1a m1m2_A. G-B.R12二m2G2-R22R2C. Gm1m2RiR2 2D.m1m2R1R2R.引力常量

5、很小，說明了（）A.萬有引力很小B.萬有引力很大C.很難觀察到日常接觸的物體間有萬有引力，是因?yàn)樗鼈兊馁|(zhì)量很小D.只有當(dāng)物體的質(zhì)量大到一定程度時(shí)，物體之間才有萬有引力.下列關(guān)于萬有引力定律的適用范圍說法正確的是（）A.只適用于天體，不適用于地面物體B.只適用于質(zhì)點(diǎn)，不適用于實(shí)際物體C.只適用于球形物體，不適用與其他形狀的物體D.適用于自然界中任意兩個(gè)物體之間.如果認(rèn)為行星圍繞太陽做勻速圓周運(yùn)動，下列說法中正確的是（）A.行星同時(shí)受到太陽的萬有引力和向心力B.行星受到太陽的萬有引力，行星運(yùn)動不需要向心力C.行星受到太陽的萬有引力與它運(yùn)動的向心力不等D.行星受到太陽的萬有引力，萬有引力提供行星圓周

6、運(yùn)動的向心力.假設(shè)火星和地球都是球體?；鹦堑馁|(zhì)量為M火星，地球的質(zhì)量為M地球，兩者質(zhì)量之比為P;火星的半徑為R火，地球的半徑為R地，兩者半徑之比為q。求它們表面處的 重力加速度之比。.某人質(zhì)量為50kg,若g取9.8m/s2, G =6.67X10-11N 吊/kg2,地球半徑R =6.4 xicfm試求地球的質(zhì)量。.萬有引力常量G、地球半徑R和重力加速度g ,你能求出地球的質(zhì)量嗎?.地球質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的81倍，一個(gè)飛行器在地球與月球之間，當(dāng)?shù)厍驅(qū)λ?們的引力和它的引力大小相等時(shí)，這飛行器距地心的距離與距離月球的距離之比為 多少？高于教材【創(chuàng)新點(diǎn)】點(diǎn)1、引力常量引力常量：G =6.67X1

7、0-11N ni/kg2,適用與任何兩個(gè)物體，它在數(shù)值上等于 兩個(gè)質(zhì)量都是1kg的物體相距1m時(shí)的相互作用力，由英國科學(xué)家卡文迪許用 扭秤裝置首先測定出來。點(diǎn)2、引力常量的測定(1)儀器：卡文迪許扭秤(2)原理：(如圖6-2-2)固定兩個(gè)小球的T形架，可以使mm之間微小的萬有引力產(chǎn)生較大的力矩，使石英絲產(chǎn)生一定角度的偏轉(zhuǎn) 這是一次放大。讓光線射到平面鏡M上，在M偏轉(zhuǎn)角后，反射光線偏轉(zhuǎn)2角。反射光在刻度尺上移動的弧長s = 26R,增大R ,可增大S ,又一次“放大”效應(yīng)。測出S ,根據(jù)石英絲扭轉(zhuǎn)力矩跟扭轉(zhuǎn)角度的關(guān)系算出這時(shí)的扭轉(zhuǎn)力矩，進(jìn)而求得萬有引力F。點(diǎn)3、重力與萬有引力的關(guān)系地球上一切物體

8、都受到地球的吸引，這種由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力，物體受的重力和地球?qū)ξ矬w的引力并不嚴(yán)格相等， 因?yàn)樘幱诘厍虮砻?的物體會隨著地球一起轉(zhuǎn)動，所以需要力來提供向心力，就靠萬有引力的一個(gè) 分力來提供，則萬有引力的另外一個(gè)分力作為重力。 但若忽略地球自轉(zhuǎn)帶來的 影響，也近似認(rèn)為重力等于萬有引力。【創(chuàng)新題解】例1、地球半徑為R ,地面附近的重力加速度為g0,試求在地面高度為R處的重力加速度。分析：在地球表面附近，重力近似等于萬有引力，即 mg=G嗎， 9。=粵R2R2當(dāng)距地面R處時(shí)，萬有引力提供向心力,MmGM(2Rf4R21g =4g，1答案：g =90評析：根據(jù)重力近似等于萬有引力處理

9、?！咎嵘毩?xí)】1.蘋果落向地球，而不是地球向上運(yùn)動碰到蘋果，產(chǎn)生這個(gè)現(xiàn)象的原因是（）A.由于地球?qū)μO果有引力，而蘋果對地球沒有引力造成的B.由于蘋果質(zhì)量小，對地球的引力小，而地球質(zhì)量大，對蘋果的引力大造成的C.蘋果與地球間的相互引力是相等的，由于地球質(zhì)量極大，不可能產(chǎn)生明顯加 速度D.以上說法都不對2.兩行星的質(zhì)量分別為mi和m2,繞太陽運(yùn)行的軌道半徑分別是ri和r2 ,若它們只 TOC o 1-5 h z 要萬有引力作用，那么這兩個(gè)行星的向心加速度之比（）2A.1 B. - C.與 D.皿 mtnrimir2.地球繞地軸自轉(zhuǎn)時(shí)，對靜止在地面上的某一個(gè)物體，下列說法正確的是（）A.物體的重力并

10、不等于它隨地球自轉(zhuǎn)所需要的向心力B.在地面上的任何位置，物體向心加速度的大小都相等，方向都指向地心C.在地面上的任何位置，物體向心加速度的方向都垂直指向地球的自轉(zhuǎn)軸D.物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度隨著地球緯度的減小而增大.地球和月球中心距離是3.84 xi08ni月球繞地球一周所用時(shí)間大約為 27天，則 地球的質(zhì)量為。.一個(gè)人在某一星球上以速度 V豎直上拋一個(gè)物體，經(jīng)時(shí)間t落回拋出點(diǎn)。已知該 星球的半徑為R,若要在該星球上發(fā)射一顆靠近該星球運(yùn)轉(zhuǎn)的人造衛(wèi)星， 則該人造 衛(wèi)星的速度大小為多少？.月球質(zhì)量是地球質(zhì)量的 工，月球半徑是地球半徑的 工，在距月球表面56m高處, 813.8有一個(gè)質(zhì)量為60千克的物體自由下落。試求：（1）它落到月球表面需要多長時(shí)間？（2）它在月球上的“重力”跟在地球上是否相等 ？引力常量的測定源于教材【鞏固練習(xí)】1. ABD 2. D 3. C 4