2024-2025學(xué)年高中物理第六章萬(wàn)有引力與航天2太陽(yáng)與行星間的引力課后作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGEPAGE4太陽(yáng)與行星間的引力eq\o(\s\up7(限時(shí)：45分鐘),\s\do5())一、單項(xiàng)選擇題1．人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星所受萬(wàn)有引力F與軌道半徑r的關(guān)系是(D)A．F與r成正比B.F與r成反比C．F與r2成正比 D.F與r2成反比解析：衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心力由萬(wàn)有引力供應(yīng)，此時(shí)衛(wèi)星與地球間的距離即為衛(wèi)星的軌道半徑，由太陽(yáng)與行星間的引力F＝eq\f(GMm,r2)可知，D正確．2．在牛頓發(fā)覺(jué)太陽(yáng)與行星間的引力過(guò)程中，已知太陽(yáng)對(duì)行星的引力表達(dá)式推出行星對(duì)太陽(yáng)的引力表達(dá)式，是一個(gè)很關(guān)鍵的論證步驟，這一步驟采納的論證方法是(C)A．探討對(duì)象的選取 B．志向化過(guò)程C．類(lèi)比 D．等效解析：太陽(yáng)對(duì)行星的引力表達(dá)式為F∝eq\f(m,r2)，被吸引的物體為行星且質(zhì)量為m，行星對(duì)太陽(yáng)的引力和太陽(yáng)對(duì)行星的引力是同種性質(zhì)的力，其表達(dá)式與太陽(yáng)對(duì)行星引力的表達(dá)式應(yīng)有相同的表達(dá)形式，被吸引的物體是太陽(yáng)且質(zhì)量為M，行星對(duì)太陽(yáng)引力的表達(dá)式應(yīng)為F′∝eq\f(M,r2)，這一論證過(guò)程是類(lèi)比論證過(guò)程，選項(xiàng)C正確．3．地球?qū)υ虑蚓哂邢喈?dāng)大的萬(wàn)有引力，可它們沒(méi)有靠在一起，這是因?yàn)?D)A．不僅地球?qū)υ虑蛴腥f(wàn)有引力，而且月球?qū)Φ厍蛞灿腥f(wàn)有引力，這兩個(gè)力大小相等，方向相反，相互抵消了B．不僅地球?qū)υ虑蛴腥f(wàn)有引力，而且太陽(yáng)系中的其他星球?qū)υ虑蛞灿腥f(wàn)有引力，這些力的合力為零C．地球?qū)υ虑虻囊€不算大D．地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力不斷變更月球的運(yùn)動(dòng)方向，使得月球圍繞地球運(yùn)動(dòng)4．行星之所以繞太陽(yáng)運(yùn)行，是因?yàn)?C)A．行星運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性作用B．太陽(yáng)是宇宙的限制中心，全部星體都繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)C．太陽(yáng)對(duì)行星有約束運(yùn)動(dòng)的引力作用D．行星對(duì)太陽(yáng)有排斥力作用，所以不會(huì)落向太陽(yáng)解析：行星繞太陽(yáng)做曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡向太陽(yáng)方向彎曲，是因?yàn)樘?yáng)對(duì)行星有引力作用，C對(duì)；行星之所以沒(méi)有落向太陽(yáng)，是因?yàn)橐?yīng)了向心力，并非是對(duì)太陽(yáng)有排斥力，D錯(cuò)；慣性應(yīng)使行星沿直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)；太陽(yáng)不是宇宙中心，并非全部星體都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)．5．關(guān)于太陽(yáng)對(duì)行星的引力，下列說(shuō)法中正確的是(C)A．太陽(yáng)對(duì)行星的引力供應(yīng)行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，因此有F引＝meq\f(v2,r)，由此可知，太陽(yáng)對(duì)行星的引力F引與太陽(yáng)到行星的距離r成反比B．太陽(yáng)對(duì)行星的引力供應(yīng)行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的向心力，因此有F引＝meq\f(v2,r)，由此可知，太陽(yáng)對(duì)行星的引力F引與行星運(yùn)行速度的二次方成正比C．太陽(yáng)對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽(yáng)間的距離的二次方成反比D．以上說(shuō)法均不對(duì)解析：由向心力表達(dá)式F＝eq\f(mv2,r)和v與T的關(guān)系式v＝eq\f(2πr,T)得F＝eq\f(4π2mr,T2)①依據(jù)開(kāi)普勒第三定律eq\f(r3,T2)＝k變形得T2＝eq\f(r3,k)②聯(lián)立①②有F＝eq\f(4π2k·m,r2)故太陽(yáng)對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽(yáng)間距離的二次方成反比．二、多項(xiàng)選擇題6．對(duì)于太陽(yáng)與行星間的引力表達(dá)式：F＝eq\f(GMm,r2)，下列說(shuō)法正確的是(BD)A．公式中G為引力常量，與太陽(yáng)、行星均無(wú)關(guān)，是人為規(guī)定的B．M、m彼此受到的萬(wàn)有引力總是大小相等C．M、m彼此受到的引力是一對(duì)平衡力，合外力等于零，M和m都處于平衡狀態(tài)D．M、m彼此受到的引力是一對(duì)作用力和反作用力解析：萬(wàn)有引力是兩個(gè)物體之間因質(zhì)量而引起的一種力，分別作用在兩個(gè)物體上，是一對(duì)作用力和反作用力，不能進(jìn)行合成．7．關(guān)于太陽(yáng)對(duì)行星的引力，下列說(shuō)法正確的是(AD)A．太陽(yáng)對(duì)行星的引力供應(yīng)行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力B．太陽(yáng)對(duì)行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽(yáng)間的距離成反比C．太陽(yáng)對(duì)行星的引力公式是由試驗(yàn)得出的D．太陽(yáng)對(duì)行星的引力公式是由開(kāi)普勒定律和行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推導(dǎo)出來(lái)的解析：太陽(yáng)對(duì)行星的引力供應(yīng)了行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故A項(xiàng)對(duì)；太陽(yáng)對(duì)行星的引力大小應(yīng)與“太陽(yáng)和行星的距離的平方”成反比，故B項(xiàng)錯(cuò)；太陽(yáng)對(duì)行星的引力公式不是干脆由試驗(yàn)得出的，它是在試驗(yàn)視察的基礎(chǔ)上，利用開(kāi)普勒定律和勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推導(dǎo)出來(lái)的，故C錯(cuò)、D對(duì)．8．關(guān)于太陽(yáng)與行星間的引力，下列說(shuō)法中正確的是(BD)A．由于地球比木星離太陽(yáng)近，所以太陽(yáng)對(duì)地球的引力肯定比對(duì)木星的引力大B．行星繞太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，在近日點(diǎn)所受引力大，在遠(yuǎn)日點(diǎn)所受引力小C．由F＝Geq\f(Mm,r2)可知，G＝eq\f(Fr2,Mm)，由此可見(jiàn)G與F和r2的乘積成正比，與M和m的乘積成反比D．行星繞太陽(yáng)的橢圓軌道可近似看作圓形軌道，其向心力來(lái)源于太陽(yáng)對(duì)行星的引力解析：依據(jù)F＝eq\f(GMm,r2)，太陽(yáng)對(duì)行星的引力大小，與m、r有關(guān)，對(duì)同一行星，r越大，F(xiàn)越小，B正確；對(duì)不同行星，r越小，F(xiàn)不肯定越大，還要由行星質(zhì)量確定，A錯(cuò)誤；公式中G為比例系數(shù)，是一常量，與F、r、M、m均無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；通常的探討中，行星繞太陽(yáng)的橢圓軌道近似看作圓形，向心力由太陽(yáng)對(duì)行星的引力供應(yīng)，D正確．三、非選擇題9．某物體在地球表面上受到地球?qū)λ囊?00N，為使此物體受到的引力減至50N，物體距地面的高度為3R.(R為地球半徑)解析：由萬(wàn)有引力公式F＝Geq\f(Mm,R2)知，當(dāng)?shù)厍蛸|(zhì)量M和物體質(zhì)量m大小都不變時(shí)，物體受到地球的萬(wàn)有引力與它到地心的距離的平方成反比，設(shè)當(dāng)物體受到的萬(wàn)有引力為50N時(shí)，距地面的高度為h，則eq\f(R＋h2,R2)＝eq\f(800,50)，解得h＝3R.10．與行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)一樣，衛(wèi)星之所以能繞地球運(yùn)動(dòng)也同樣是因?yàn)樗艿降厍虻囊?，假設(shè)有一顆人造地球衛(wèi)星，質(zhì)量為m，繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，軌道半徑為r，則應(yīng)有F＝eq\f(4π2mr,T2).由此有人得出結(jié)論：地球?qū)πl(wèi)星的引力F應(yīng)與r成正比，你認(rèn)為該結(jié)論是否正確？若不正確錯(cuò)在何處？答案：見(jiàn)解析解析：不正確．F與r成正比，是建立在T不變的前提下的，由開(kāi)普勒第三定律，人造衛(wèi)星的r發(fā)生變更時(shí)，周期T也在變更，所以不能說(shuō)F與r成正比．11．地球通信衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)離地面高度為3.6×107m，地球半徑R＝6.4×106m，則它受到的地球引力是它在地面時(shí)受到的引力的多少倍？答案：0.023倍解析：設(shè)地球質(zhì)量為M，同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，離地高為h，則同步衛(wèi)星在地面受到的引力F1＝Geq\f(Mm,R2)，在高空受到的引力F2＝Geq\f(Mm,R＋h2).所以eq\f(F2,F1)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R,R＋h)))2＝（eq\f(6.4×106,6.4×106＋3.6×107)2）≈）0.023倍．12．已知太陽(yáng)的質(zhì)量為M，地球的質(zhì)量為m1，月亮的質(zhì)量為m2，當(dāng)發(fā)生日全食時(shí)，太陽(yáng)、月亮、地球幾乎在同始終線上，且月亮位于太陽(yáng)與地球之間，如圖所示．設(shè)月亮到太陽(yáng)的距離為a，地球到月亮的距離為b，則太陽(yáng)對(duì)地球的引力F1