物理人教版必修2課時作業(yè)6-2太陽與行星間的引力

課時作業(yè)9太陽與行星間的引力時間：45分鐘一、單項選擇題1．如果認為行星圍繞太陽做勻速圓周運動，那么下列說法中正確的是(A)A．行星受到太陽的引力，提供行星做圓周運動的向心力B．行星受到太陽的引力，但行星運動不需要向心力C．行星同時受到太陽的引力和向心力的作用D．行星受到太陽的引力與它運行的向心力可能不等解析：行星圍繞太陽做勻速圓周運動．行星受到太陽的引力作用，提供其做圓周運動的向心力，A項正確．2．地球的質(zhì)量是月球質(zhì)量的81倍，若地球吸引月球的力的大小為F，則月球吸引地球的力的大小為(B)A.eq\f(F,81) B．FC．9F D．解析：根據(jù)牛頓第三定律，力的作用是相互的，且作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，并且作用在同一條直線上．3．以下說法正確的是(C)A．物體的重力不是地球?qū)ξ矬w的引力引起的B．人造地球衛(wèi)星離地球越遠，受到地球的引力越大C．人造地球衛(wèi)星繞地球運動的向心力由地球?qū)λ囊μ峁〥．宇宙飛船內(nèi)的宇航員處于失重狀態(tài)是由于沒有受到引力的作用解析：人造地球衛(wèi)星繞地球運動的向心力由地球?qū)ζ涞囊μ峁?．把行星的運動近似看做勻速圓周運動以后，開普勒第三定律可寫為T2＝eq\f(r3,k)，m為行星質(zhì)量，則可推得(C)A．行星所受太陽的引力為F＝keq\f(m,r2)B．行星所受太陽的引力都相同C．行星所受太陽的引力為F＝keq\f(4π2m,r2)D．質(zhì)量越大的行星所受太陽的引力一定越大解析：行星所受太陽的引力提供行星繞太陽做勻速圓周運動的向心力，由公式F＝eq\f(mv2,r)，又v＝eq\f(2πr,T)，結(jié)合T2＝eq\f(r3,k)，可得F＝keq\f(4π2m,r2)，故選項C正確，A錯誤；不同行星所受太陽的引力由太陽、行星的質(zhì)量和行星與太陽間的距離決定，故選項B，D錯誤．5．兩個行星的質(zhì)量分別為m1和m2，繞太陽運行的軌道半徑分別為r1和r2，若它們只受太陽引力的作用，那么這兩個行星的向心加速度之比為(D)A．1 B.eq\f(m1r1,m2r2)C.eq\f(m1r2,m2r1) D.eq\f(r\o\al(2,2),r\o\al(2,1))解析：設(shè)行星m1、m2的向心力分別是F1、F2，由太陽與行星之間的作用規(guī)律可得：F1∝eq\f(m1,r\o\al(2,1))，F(xiàn)2∝eq\f(m2,r\o\al(2,2))，而a1＝eq\f(F1,m1)，a2＝eq\f(F2,m2)，故eq\f(a1,a2)＝eq\f(r\o\al(2,2),r\o\al(2,1))，D項正確．二、多項選擇題6．在探究太陽與行星間的引力的思考中，屬于牛頓的猜想的是(AD)A．使行星沿圓軌道運動，需要一個指向圓心的力，這個力就是太陽對行星的吸引力B．行星運動的半徑越大，其做圓周運動的運動周期越大C．行星運動的軌道是一個橢圓D．任何兩個物體之間都存在太陽和行星之間存在的這種類型的引力解析：牛頓認為以任何方式改變物體的速度都需要力(這種力存在于任何兩物體之間)，行星沿圓或橢圓運動需要的力是太陽對它的引力．7．根據(jù)開普勒定律和圓周運動的知識知，太陽對行星的引力F∝eq\f(m,r2)，行星對太陽的引力F′∝eq\f(M,r2)，其中M、m、r分別為太陽的質(zhì)量、行星的質(zhì)量和太陽與行星間的距離．下列說法正確的是(BD)A．由F∝eq\f(m,r2)和F′∝eq\f(M,r2)知FF′＝mMB．F和F′大小相等，是作用力與反作用力C．F和F′大小相等，是同一個力D．太陽對行星的引力提供行星繞太陽做圓周運動的向心力解析：F′和F大小相等、方向相反，是作用力與反作用力的關(guān)系，太陽對行星的引力提供行星圍繞太陽做圓周運動的向心力．故正確選項為B、D.8．哈雷彗星繞太陽運動的軌道是比較扁的橢圓，下面的說法中正確的是(ABD)A．彗星在近日點的速率大于在遠日點的速率B．彗星在近日點的向心加速度大于在遠日點的向心加速度C．若彗星的周期為75年，則它的半長軸是地球公轉(zhuǎn)半徑的75倍D．彗星在近日點的角速度大于在遠日點的角速度解析：由開普勒第二定律知，由于相等時間內(nèi)彗星在近日點掃過的面積與在遠日點掃過的面積相等，故在近日點通過的弧長大于在遠日點通過的弧長，在近日點轉(zhuǎn)過的角度大于在遠日點轉(zhuǎn)過的角度，由此得，彗星在近日點的速率大于在遠日點的速率，在近日點的角速度大于遠日點角速度，故A，D正確．由a＝eq\f(F,m)，F(xiàn)＝Geq\f(Mm,r2)得a＝eq\f(GM,r2)，故近日點的加速度大于遠日點的加速度，故B正確．三、非選擇題9．太陽對行星的引力F＝eq\f(4π2mr,T2)，但不同行星的公轉(zhuǎn)周期是不同的，太陽引力F與行星半徑r關(guān)系的表達式中不應(yīng)出現(xiàn)周期T，則用開普勒第三定律代入整理后得到F＝4π2k·eq\f(m,r2)，進一步可表示為F∝eq\f(m,r2).解析：根據(jù)開普勒第三定律，eq\f(r3,T2)＝k，T2＝eq\f(r3,k)，F(xiàn)＝eq\f(4π2mr,T2)＝4π2k·eq\f(m,r2)，即F∝eq\f(m,r2).10．國際天文臺施密特CCD小行星項目組于1998年10月16日發(fā)現(xiàn)一顆小行星，國際永久編號為25240.2003年10月17日，在國際著名的我國核物理學家錢三強誕辰90周年之際，經(jīng)國際天文學聯(lián)合會小天體提名委員會批準，中國科學院國家天文臺將該小行星命名為“錢三強星”．已知該小行星繞日運行的周期為T＝4.66年，則它的環(huán)繞半徑r為多少？(已知日地距離為R＝1.5×1011解析：行星繞太陽做勻速圓周運動，由Geq\f(Mm,r2)＝mreq\f(4π2,T2)得eq\f(r3,T2)＝eq\f(GM,4π2)＝常數(shù)，故對地球與小行星，有eq\f(R3,T\o\al(2,地))＝eq\f(r3,T2)解得r＝R·eq\r(3,\f(T2,T\o\al(2,地)))＝1.5×1011×eq\r(3,4.662)m≈4×1011m.答案：4×1011．月球及人造衛(wèi)星繞地球的運動可認為是勻速圓周運動，已知月球繞地球運動的軌道半徑r月＝3.85×108m，周期T＝27.3d；地球同步衛(wèi)星的軌道半徑和周期分別為r同＝4.24×107m解析：對月球：eq\f(r\o\al(3,月),T2)≈eq\f(3.85×1083,27.32)m3/d2≈7.657×1022m3/d2，對地球同步衛(wèi)星：eq\f(r\o\al(3,同),T′2)＝eq\f(4.24×1073,1)m3/d2≈7.623×1022m3/d2，可見，對繞地球做圓周運動的衛(wèi)星而言，eq\f(r3,T2)＝k，由F＝meq\f(v2,r)＝eq\f(4π2mr,T2)，eq\f(r3,T2)＝k，可得地球