2022年春高一物理新人教版必修課后練習7.2萬有引力定律

1、萬有引力定律“嫦娥三號”（“玉兔”號月球車和著陸器）以近似為零的速度實現了月面軟著落。如圖為“嫦娥三號”運行的軌道 示意圖。“嫦娥三號”在下列位置中，受到月球引力最大的是（）A太陽帆板展開的位置C環(huán)月橢圓軌道的近月點B月球表面上的著陸點D環(huán)月橢圓軌道的遠月點F地球半徑為 R，一物體在地球表面受到的萬有引力為 F，若高空某處受到的萬有引力為3度為（），則該處距地面的高3AR2B（3 1）RC3 RD3Rm m對于萬有引力的表達式F G2 的理解，下列說法正確的是1r2公式中的G 是一個常數，在國際單位制中的單位是N kg 2 /m 2當r 趨近于零時， m 和m12之間的引力趨近于無窮大m 和

2、m12之間的引力大小總是相等，方向相反，是一對平衡力m 和 m12之間的引力大小總是相等，與m 和 m12是否相等無關42019 年 10 月，瑞士物理學家米歇爾馬約爾教授（Michel Mayor）和迪迪埃奎洛茲教授（Didier Queloz），因為“發(fā)現了一顆圍繞類太陽恒星運行的系外行星”，與美國物理學家詹姆斯皮布爾斯（James Peebles）一起分享了2019 年諾貝爾物理學獎。假設該類太陽恒星的質量為M、半徑為 R，系外行星質量為 m，引力常量為 G，系外行星圍繞類太陽恒星做半徑為 r 的勻速圓周運動時，則該系外行星的42 r3A周期為GMB動能為GMm2RGm角速度為r3GM向

3、心加速度為 R25一名宇航員來到一個星球上，如果該星球的質量是地球質量的一半，它的直徑也是地球直徑的一半，那么這名 宇航員在該星球上所受的萬有引力大小是他在地球上所受萬有引力的（）ABC倍D倍6下列現象中，不屬于由萬有引力引起的是銀河系球形星團聚集不散C電子繞核旋轉而不離去月球繞地球運動而不離去 D樹上的果子最終總是落向地面均勻小球 A、B 的質量分別為m,5 m 球心相距為 R，引力常量為 G，則 A 球受到 B 球的萬有引力大小是（）G 5m2R2G m2RG m2R2D G 5m2R1兩個質點的距離為 r 時，它們間的萬有引力為 2F，現要使它們間的萬有引力變?yōu)?2 F，它們間的距離將變

4、為（）11A4rB2rCrDr42假設地球是一半徑為 R，質量分布均勻的球體。已知質量分布均勻的球殼對殼內物體引力為零，地球表面處引力加速度為g。則關于地球引力加速度a 隨地球球心到某點距離r 的變化圖像正確的是（）ABCD牛頓建立的經典力學體系，是人類認識自然的第一次大飛躍和理論的大綜合，它開辟了一個新的時代，并對科學發(fā)展的進程以及人類生產生活和思維方式產生極其深刻的影響，標志著近代理論自然科學的誕生，并成為其他各 門自然科學的典范。以下說法正確的是（）A牛頓通過著名的“月地檢驗”，證實了萬有引力定律的正確性 B牛頓第一、第二、第三定律都可以用實驗直接驗證 C牛頓推翻了力是維持物體運動的原因

5、的觀點 D牛頓第一定律又被稱為慣性定律，任何物體都有慣性，速度越大，物體的慣性越大112018 年 12 月 8 日，我國發(fā)射的“嫦娥四號”探測器成功升空，并于 2019 年 1 月 3 日實現了人造探測器首次在月球背面軟著陸。在探測器逐漸遠離地球，飛向月球的過程中地球對探測器的引力增大C月球對探測器的引力減小地球對探測器的引力減小D月球對探測器的引力不變我國研制并成功發(fā)射了“嫦娥二號”探月衛(wèi)星若衛(wèi)星在距月球表面高度為 h 的軌道上以速度 v 做勻速圓周運動，月球的半徑為 R，則下列說法錯誤的是v2衛(wèi)星運行時的向心加速度為 R hv衛(wèi)星運行時的角速度為 R hv（2 R h）月球表面的重力加速

6、度為RR hR衛(wèi)星繞月球表面飛行的速度為v在討論地球潮汐成因時，地球繞太陽運行軌道與月球繞地球運行軌道可視為圓軌道。已知太陽質量約為月球質 量的2.7 107倍，地球繞太陽運行的軌道半徑約為月球繞地球運行的軌道半徑的400 倍。關于太陽和月球對地球上相同質量海水的引力，以下說法正確的是（）A太陽引力遠大于月球引力 B太陽引力與月球引力相差不大 C月球對不同區(qū)域海水的吸引力大小相等D月球對不同區(qū)域海水的吸引力大小有差異答案“嫦娥三號”（“玉兔”號月球車和著陸器）以近似為零的速度實現了月面軟著落。如圖為“嫦娥三號”運行的軌道 示意圖?！版隙鹑枴痹谙铝形恢弥?，受到月球引力最大的是（）太陽帆板展開的

7、位置C環(huán)月橢圓軌道的近月點【答案】B月球表面上的著陸點D環(huán)月橢圓軌道的遠月點【解析】根據萬有引力定律可知，“嫦娥三號”受到月球引力最大的位置是距離月球最近的位置，即月球表面上的著 陸點；A太陽帆板展開的位置，與結論不相符，選項A 錯誤； B月球表面上的著陸點，與結論相符，選項B 正確； C環(huán)月橢圓軌道的近月點，與結論不相符，選項C 錯誤； D環(huán)月橢圓軌道的遠月點，與結論不相符，選項D 錯誤；故選 B.F地球半徑為 R，一物體在地球表面受到的萬有引力為 F，若高空某處受到的萬有引力為 3度為（），則該處距地面的高3A 2 RB（3 1）RC3 RD3R【答案】B【解析】物體在地球表面，根據萬有引

8、力，有FG Mm，距地面 h 處：FG Mm，解得：h=（3 -1）R，R23(Rh)2故選項B 正確。對于萬有引力的表達式F Gm m1r2 的理解，下列說法正確的是2公式中的G 是一個常數，在國際單位制中的單位是N kg 2 /m 2當r 趨近于零時， m 和m12之間的引力趨近于無窮大m 和 m12之間的引力大小總是相等，方向相反，是一對平衡力m 和 m12之間的引力大小總是相等，與m 和 m12是否相等無關【答案】Dm mG 12Fr 2【解析】A. 根據萬有引力公式F Gr 2，則m m，即公式中的 G 為萬有引力常量，其單位為N m2/kg2，12故 A 錯誤。B. 萬有引力是一種

9、遠程相互作用，該公式只適用于兩個質點間引力的計算，距離趨近零時物體不能在看成質點，即此公式不再適用，所以得不到：當r 趨近于零時，萬有引力趨近于無窮大的結論，故B 錯誤；CD. 根據牛頓第三定律可知，兩個物體之間相互引力是一對作用力與反作用力，總是大小相等，方向相反的，作用在兩個不同的物體上，與 m1 和 m2 的質量無關，因為作用在兩個物體上，所以不是平衡力，故C 錯誤D 正確。42019 年 10 月，瑞士物理學家米歇爾馬約爾教授（Michel Mayor）和迪迪?？迤澖淌冢―idier Queloz），因為“發(fā)現了一顆圍繞類太陽恒星運行的系外行星”，與美國物理學家詹姆斯皮布爾斯（Jam

10、es Peebles）一起分享了2019 年諾貝爾物理學獎。假設該類太陽恒星的質量為M、半徑為 R，系外行星質量為 m，引力常量為 G，系外行星圍繞類太陽恒星做半徑為 r 的勻速圓周運動時，則該系外行星的4 2 r3GM周期為動能為GMm2RGmr3角速度為GM向心加速度為 R2【答案】A【解析】A由萬有引力提供向心力可得G Mmr 2 m v2r，速度與周期的關系v 2 r T4 2 r3GM，可得周期為，A 正確；由萬有引力提供向心力可得G MmGMr3r 2v2 m r，速度為v GMmGMr，動能為2r，B 錯誤；Mmr由萬有引力提供向心力可得G2 m 2r ，角速度為，C 錯誤；由萬

11、有引力提供向心力可得G Mm maGM，向心加速度為，D 錯誤。r2nr 2一名宇航員來到一個星球上，如果該星球的質量是地球質量的一半，它的直徑也是地球直徑的一半，那么這名 宇航員在該星球上所受的萬有引力大小是他在地球上所受萬有引力的（）ABC倍D倍【答案】C【解析】設地球質量為M ，半徑為R ，宇航員的質量為m ，可知地球對宇航員的萬有引力：F G 1 Mm2GMmGMm R2，該星球對宇航員的萬有引力： F 21(R)22 2F ，故 C 正確。R2下列現象中，不屬于由萬有引力引起的是銀河系球形星團聚集不散C電子繞核旋轉而不離去【答案】C月球繞地球運動而不離去 D樹上的果子最終總是落向地面

12、【解析】A銀河系球形星團靠星球之間的萬有引力作用而聚集不散，故A 不符合題意； B月球受到地球的吸引力提供向心力，而繞地球做圓周運動不離去，故B 不符合題意； C電子受到原子核的吸引力而繞核旋轉不離去，不是萬有引力，故C 符合題意； D樹上的果子由于受到地球的吸引而最終總是落向地面，屬于萬有引力作用，故D 不符合題意。故選 C。均勻小球 A、B 的質量分別為m,5 m 球心相距為 R，引力常量為 G，則 A 球受到 B 球的萬有引力大小是（）G5m2R22mGR2mGR2D G5m2R【答案】A5m m5m2【解析】根據萬有引力定律可得： F G G，故選項A 正確。R2R21兩個質點的距離為

13、 r 時，它們間的萬有引力為 2F，現要使它們間的萬有引力變?yōu)?2 F，它們間的距離將變?yōu)椋ǎ〢4rB2rC【答案】B114 rD 2 rm mF【解析】根據萬有引力定律，距離為 r 時，它們間的萬有引力為 2F，則2F G12，它們間的萬有引力變?yōu)闀r， F G m m，聯立可得： 2r ，故B 正確，ACD 錯誤。r 2212r2r2假設地球是一半徑為 R，質量分布均勻的球體。已知質量分布均勻的球殼對殼內物體引力為零，地球表面處引力加速度為g。則關于地球引力加速度a 隨地球球心到某點距離r 的變化圖像正確的是（）ABCD【答案】BGMm mg g GM【解析】若距離大于地球半徑，則根據萬有引

14、力提供重力可得，得到加速度，隨距離增大，r 2r 2加速度變小。當在地球球殼內即距離小于地球半徑，此時距離地心范圍內的球殼對物體沒有引力，那么對其產生引4力的就是半徑為的中心球體的引力，因此g 對。GM r 2G r33r 2 G 4 r ，即加速度與距離成正比，對照答案B3牛頓建立的經典力學體系，是人類認識自然的第一次大飛躍和理論的大綜合，它開辟了一個新的時代，并對科 學發(fā)展的進程以及人類生產生活和思維方式產生極其深刻的影響，標志著近代理論自然科學的誕生，并成為其他各 門自然科學的典范。以下說法正確的是（ ）A牛頓通過著名的“月地檢驗”，證實了萬有引力定律的正確性 B牛頓第一、第二、第三定律

15、都可以用實驗直接驗證 C牛頓推翻了力是維持物體運動的原因的觀點 D牛頓第一定律又被稱為慣性定律，任何物體都有慣性，速度越大，物體的慣性越大【答案】A【解析】A牛頓用“月-地檢驗”證實了萬有引力定律的正確性，故A 正確； B牛頓第一定律是理想實驗定律，不能用實驗直接驗證，故B 錯誤； C伽利略利用斜面實驗推翻了亞里士多德的“力是維持物體運動的原因”的觀點，故 C 錯誤； D物體的慣性只與物體的質量有關，與物體運動的速度無關，故D 錯誤；故選 A。112018 年 12 月 8 日，我國發(fā)射的“嫦娥四號”探測器成功升空，并于 2019 年 1 月 3 日實現了人造探測器首次在月球背面軟著陸。在探測

16、器逐漸遠離地球，飛向月球的過程中地球對探測器的引力增大C月球對探測器的引力減小【答案】B地球對探測器的引力減小D月球對探測器的引力不變【解析】AB“嫦娥四號”逐漸遠離地球，飛向月球的過程中，離地球越來越遠，離月球越來越近，由萬有引力定律F G Mmr 2知：地球與嫦娥四號之間由于 r 變大，所以引力變小，選項A 錯誤，B 正確；CD由F G Mmr 2可知，月球對“嫦娥四”號的引力由于 r 減小，所以引力變大，故 CD 錯誤。我國研制并成功發(fā)射了“嫦娥二號”探月衛(wèi)星若衛(wèi)星在距月球表面高度為 h 的軌道上以速度 v 做勻速圓周運動，月球的半徑為 R，則下列說法錯誤的是衛(wèi)星運行時的向心加速度為v2

17、 R h衛(wèi)星運行時的角速度為v R h月球表面的重力加速度為v（2R h） RR hR衛(wèi)星繞月球表面飛行的速度為v【答案】C【解析】A、衛(wèi)星運行時軌道半徑為 r=R+h，向心加速度為： a v2 v2；故A 正確，不符合題意；B、衛(wèi)星運行時軌道半徑為 r=R+h，角速度： rR hvv；故B 正確，不符合題意；rRhC、對于近月衛(wèi)星，有：GMm mg ；對于探測衛(wèi)星，有：G R2Mm(Rh)2mv2 Rv2 R h；聯立解得： g ；hR2故 C 錯誤，符合題意；1D、對于近月衛(wèi)星，有： mg m v2R；解得： v 1 v，故D 正確，不符合題意。gRR hR在討論地球潮汐成因時，地球繞太陽運行軌道與月球繞地球運行軌道可視為圓軌道。已知太陽質量約為月球質 量的2.7 107倍，地球繞太陽運行的軌道半徑約為月球繞地球運行的軌道