必威体育精装版鲁科版高中物理必修25.2万有引力定律的应用名师精编作业.doc

……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… PAGE PAGE 1 5.2 万有引力定律的应用 作业 1．关于万有引力常量G，以下说法正确的是(　　) A．在国际单位制中，G的单位是N·m2/kg B．在国际单位制中，G的数值等于两个质量各1 kg的物体，相距1 m时的相互吸引力 C．在不同星球上，G的数值不一样 D．在不同的单位制中，G的数值不一样 解析　同一物理量在不同的单位制中的值是不同的，故B、D选项正确． 答案　BD 2．以下说法正确的是(　　) A．质量为m的物体在地球上任何地方其重力均相等 B．把质量为m的物体从地面移到高空上，其重力变小了 C．同一物体在赤道处的重力比在两极处重力大 D．同一物体在任何地方其质量相等 解析　同一物体在地球上不同的位置，其重力一般不同，其质量不变，故B、D选项正确．答案　BD 3．一些星球由于某种原因而发生收缩，假设该星球的直径缩小到原的四分之一．若收缩时质量不变，不考虑星球自转的影响，则与收缩前相比(　　) A．同一物体在星球表面受到的重力增大到原的4倍 B．同一物体在星球表面受到的重力增大到原的16倍 C．该星球的平均密度增大到原的16倍 D．该星球的平均密度增大到原的64倍 解析：根据万有引力公式F＝eq \f(GMm,r2)可知，当星球的直径缩到原的四分之一，在星球表面的物体受到的重力F′＝eq \f(GMm,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r,4)))2)＝16eq \f(GMm,r2)，故选项B正确；星球的平均密度ρ＝eq \f(M,V)＝eq \f(M,\f(4,3)πr3).星球收缩后ρ′＝eq \f(M,\f(4,3)π\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r,4)))3)＝64ρ，故选项D正确．答案：BD 4．关于万有引力的说法，正确的是(　　) A．万有引力只是宇宙中各天体之间的作用力 B．万有引力是宇宙中具有质量的物体间普遍存在的相互作用力 C．地球上的物体以及地球附近的物体除受到地球对它们的万有引力外还受到重力作用 D．太阳对地球的万有引力大于地球对太阳的万有引力 解析　万有引力存在于任何两个物体之间，且遵循牛顿第三定律，故A、C、D选项错误，B选项正确． 答案　B 5.无人飞船“神舟二号”曾在离地面高度H=3.4×105m的圆轨道上运行了47h，求这段时间里它绕地球多少周？（地球半径R=6.37×106m，重力加速度g= 【解析】47h内“神舟二号”绕地球运行多少周，也就是说47h有几个周期，本题关键是求“神舟二号”的运行周期。可以根据万有引力提供向心力这个思路求周期T。 设“神舟二号”的质量为m，它在地面上的重力近似等于它受地球的万有引力，有 在空中运行时有 解得：=5474s=1.52h 47h内绕地球运行的圈数周 6.已知地球半径R=6.4×106m，地球质量M=6.0×1024kg，地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，第一宇宙速度v1 【解析】所谓同步，就是卫星相对于地面静止即卫星运转周期等于地球自转周期。由于是万有引力提供向心力，卫星的轨道圆心应该在地球的地心，所以同步卫星的轨道只能在地球赤道上方。该题的计算思路仍然是万有引力提供向心力 设同步卫星的质量m，离地高度h，速度为v，周期为T（等于地球自转周期） 方法一： 解得：=3.56×107m =3.1×103 方法二：若认为同步卫星在地面上的重力等于地球的万有引力，有 解联立方程得：=3.56×107m，=3.1×103 方法三：根据第一宇宙速度v1，有 解得： =3.56×107m，=3.1×103 答：同步卫星的高度为3.56×107m，速度是3.1× mIr7.宇航员在月球表面完成下面实验：在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部最低点静止一质量为m的小球(可视为质点)如图所示，当施加给小球一瞬间水平冲量I时，刚好能使小球在竖直面内做完整的圆周运动．已知圆弧轨道半径为r，月球的半径为R，万有引力常量为G．(1)若在月球表面上发射一颗环月卫星，所需最小发射速度为多大?(2)轨道半径为2R的环月卫星周期为多大?设月球表面重力加速度为g，月球质量为M．在圆弧最低点对小球有 I = mυ0， ①小球刚好完成圆周运动，在最高点mg = m eq \F(υ2,r) ②从最高点至最低点有mg · 2r = EQ \A(EQ \F(1,2) )mυeq \s(2,0) – EQ \A(EQ \F(1,2) )mυ2 ③由①②③可得 g =