高中物理必修二新人教版課時素養(yǎng)評價6-2太陽與行星間的引力

課時素養(yǎng)評價九太陽與行星間的引力(15分鐘·30分)一、選擇題(本題共4小題,每題5分,共20分)1.(多選)太陽與行星間的引力大小為F=GQUOTE,其中G為比例系數(shù),由此關(guān)系式可知G的單位是 ()A.N·m2/kg2B.N·kg2/m2C.m3/(kg·s2) D.kg·m/s2【解析】選A、C。由F=GQUOTE得G=QUOTE,由單位運算可得G的單位是N·m2/kg2,所以A正確;因為F=ma,1N=1kg·m/s2,代入得G的單位是m3/(kg·s2),所以C正確。2.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思維過程是下列哪一個 ()A.理想實驗—理論推導(dǎo)—實驗檢驗B.假想—理論推導(dǎo)—規(guī)律形成C.假想—理論推導(dǎo)—實驗檢驗D.實驗事實—假想—理論推導(dǎo)【解析】選C。設(shè)行星的質(zhì)量為m,太陽質(zhì)量為M,行星繞太陽做勻速圓周運動的軌道半徑為R,公轉(zhuǎn)周期為T,太陽對行星的引力為F;太陽對行星的引力提供行星運動的向心力為:F=mR(QUOTE)2=QUOTEmR;根據(jù)開普勒第三定律QUOTE=k;故F=QUOTEmk。根據(jù)牛頓第三定律,行星和太陽間的引力是相互的,太陽對行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比,反過來,行星對太陽的引力大小與也與太陽的質(zhì)量成正比。所以太陽對行星的引力F∝QUOTE寫成等式有F=GQUOTE(G為常量)即:太陽與行星間的引力大小與太陽的質(zhì)量和行星的質(zhì)量的乘積成正比,與兩者距離的二次方成反比。英國物理學(xué)家卡文迪許在實驗室里利用扭秤裝置第一次測出了萬有引力常量,并通過月地檢驗,即牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思維過程是:假想—理論推導(dǎo)—實驗檢驗,故C正確,A、B、D錯誤;故選C。3.兩個行星的質(zhì)量分別為m1和m2,繞太陽運行的軌道半徑分別是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 ()A.1 B.QUOTEC.QUOTE D.QUOTE【解析】選D。設(shè)兩個行星所受向心力分別是F1、F2,由太陽與行星間的作用規(guī)律可得F1∝QUOTE,F2∝QUOTE,而a1=QUOTE,a2=QUOTE,故QUOTE=QUOTE,選項D正確。4.火星是地球的近鄰,已知火星的軌道半徑約為地球軌道半徑的1.5倍,火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的0.1倍和0.5倍,則太陽對地球的引力和太陽對火星的引力的比值為 ()A.10B.20C.22.5D.45【解析】選C。由F=QUOTE可得:F地=QUOTE,F火=QUOTE,則:QUOTE=QUOTE=QUOTE×QUOTE=22.5,故選項C正確。二、計算題(10分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標(biāo)明單位)5.與行星繞太陽運動一樣,衛(wèi)星之所以能繞地球運動也同樣是因為它受到地球的引力。一位同學(xué)根據(jù)向心力公式F=mQUOTE推斷,如果人造衛(wèi)星質(zhì)量不變,當(dāng)軌道半徑增大到2倍時,人造衛(wèi)星需要的向心力減為原來的QUOTE;另一位同學(xué)根據(jù)引力公式F∝QUOTE推斷,當(dāng)軌道半徑增大到2倍時,人造衛(wèi)星受到的向心力減小為原來的QUOTE。這兩位同學(xué)中誰說得對?為什么?【解題指南】要找到兩個變量之間的關(guān)系,必須是在其他量一定的條件下才能確定。分析時注意v、M、m是否為定值?！窘馕觥康诙煌瑢W(xué)說得對。因為根據(jù)向心力公式F=mQUOTE,只有當(dāng)運動速率v一定時,需要的向心力F才與軌道半徑r成反比。根據(jù)開普勒定律可知,衛(wèi)星的速率將隨軌道半徑的增大而減小,所以向心力F不與軌道半徑r成反比;另外,由于星體的質(zhì)量為定值,由行星與中心天體間的引力公式F∝QUOTE可知,衛(wèi)星受到的引力F將與衛(wèi)星軌道半徑的平方r2成反比。答案:見解析(10分鐘·20分)6.(6分)把行星運動近似看作勻速圓周運動以后,開普勒第三定律可寫為QUOTE=k,則可推得 ()A.行星受太陽的引力為F=kQUOTEB.行星受太陽的引力都相同C.行星受太陽的引力F=QUOTED.質(zhì)量越大的行星受太陽的引力一定越大【解析】選C。行星圍繞著太陽做勻速圓周運動,萬有引力等于向心力,故:F=m(QUOTE)2r①;根據(jù)開普勒第三定律,有QUOTE=k②,聯(lián)立①②,消去T,得到F=QUOTE,故A錯誤,C正確;根據(jù)F=m(QUOTE)2r,不同的行星的周期、質(zhì)量、軌道半徑都可能不同,故F不一定相等,故B錯誤;根據(jù)F=m(QUOTE)2r,質(zhì)量大的行星受到的引力不一定大,還與距離大小有關(guān),故D錯誤。7.(14分)已知太陽光從太陽射到地球需要500s,地球繞太陽的公轉(zhuǎn)