人教版 (新课标)必修23.万有引力定律同步训练题

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第六章  万有引力与航天第二节  太阳与行星间的引力第三节  万有引力定律A级　抓基础1．测定万有引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2的物理学家是(　　)A．开普勒   B．牛顿C．胡克   D．卡文迪许解析：牛顿发现了万有引力定律F＝G，英国科学家卡文迪许利用扭秤装置，第一次测出了引力常量G，引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2.故D正确， A、B、C错误．答案：D2．(多选)根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动的知识知：太阳对行星的引力F∝，行星对太阳的引力F′∝，其中M、m、r分别为太阳、行星质量和太阳与行星间的距离，下列说法正确的是(　　)A．由F′∝和F∝，F∶F′＝m∶MB．F和F′大小相等，是作用力与反作用力C．F和F′大小相等，是同一个力D．太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力解析：F′和F大小相等、方向相反，是作用力和反作用力，太阳对行星的引力是行星绕太阳做圆周运动的向心力，故正确答案为B、D.答案：BD3.如图所示，两个半径分别为r1＝0.60 m、r2＝0.40 m，质量分布均匀的实心球质量分别为m1＝4.0 kg、m2＝1.0 kg，两球间距离为r0＝2.0 m，则两球间相互引力的大小为(　　)A．6.67×10－11 N   B．大于6.67×10－11 NC．小于6.67×10－11 N   D．不能确定解析：运用万有引力定律公式F＝G进行计算时，首先要明确公式中各物理量的含义，对于质量分布均匀的球体，r指的是两个球心间的距离，两球心间的距离应为r＝r0＋r1＋r2＝3.0 m．两球间的引力为F＝G，代入数据可得引力约为2.96×10－11 N．故选项C正确．答案：C4．—个物体在地球表面所受的重力为G，在距地面高度为地球半径的位置，物体所受地球的引力大小为(　　)A.   B.C.   D.解析：在地球表面附近，物体所受的重力近似等于万有引力，即重力G＝F万＝G；在距地面高度为地球半径的位置，F′万＝G＝，故选项C正确．答案：C5．设想把质量为m的物体(可视为质点)放到地球的中心，地球质量为M，半径为R.则物体与地球间的万有引力是(　　)A．零   B．无穷大C.   D．无法确定解析：把物体放到地球的中心时r＝0，此时万有引力定律不再适用．由于地球关于球心对称，所以吸引力相互抵消，整体而言，万有引力为零，A对．答案：A6．火星半径是地球半径的一半，火星质量约为地球质量的，那么地球表面质量为m的人受到地球的吸引力约为火星表面同质量的人受到火星引力的多少倍？解析：设火星半径为R，质量为M，则地球半径为2R，质量为9M.在地球表面人受到的引力F＝G，在火星表面人受到的引力F′＝G，所以＝，即同质量的人在地球表面受到的引力是在火星表面受到的引力的倍．答案：倍B级　提能力7．(2014·海南卷)设地球自转周期为T，质量为M，引力常量为G.假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R.同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为(　　)A.   B.C.   D.解析：在南极时物体受力平衡，支持力等于万有引力，即FN＝G；在赤道上物体由于随地球一起自转，万有引力与支持力的合力提供向心力，即G－F′N＝mR，两式联立可知A正确．答案：A8.如图所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面启动后，以的加速度竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪器对平台的压力为启动前压力的.已知地球半径为R，求火箭此时离地面的高度(g为地面附近的重力加速度)．解析：火箭上升过程中，物体受竖直向下的重力和向上的支持力，设高度为h时，重力加速度为g′.由牛顿第二定律得mg－mg′＝m×，得g′＝g.①由万有引力定律知G＝mg，②G＝mg′.③由①②③联立得h＝.答案：9．宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处．若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处(取地球表面重力加速度g＝10 m/s2，空气阻力不计)．(1)求该星球表面附近的重力加速度g′的大小；(2)已知该星球的半径与地球半径之比为＝，求该星球的质量与地球质量之比.  解析：(1)设初速度为v0，根据运动学公式可有t＝，同理，在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，经过时间5t小球落回原处，则5t＝.由以上两式，解得g′＝g＝2 m/s2.(2)在天体表面时，物体的重力近似等于万有引力，即mg＝，所以M＝.由此可得，＝·＝×＝.答案：(1)2 m/s2　(2)1∶80