教科版高中物理必修第二册课后习题 第三章 万有引力定律 2 万有引力定律.docVIP

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2万有引力定律

A级必备知识基础练

1.月球在如图所示的轨道上绕地球运行,近地点、远地点受地球的万有引力分别为F1、F2,则F1、F2的大小关系是(B)

A.F1F2 B.F1F2

C.F1=F2 D.无法确定

解析根据万有引力定律可知,当两物体的质量确定时,引力与物体之间的距离的二次方成反比,有F1F2,选项B正确。

2.(山东烟台高一期末)北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统,截至1月,共有52颗在轨运行的北斗导航卫星,其中包括地球静止轨道同步卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星。假设所有北斗卫星均绕地球做匀速圆周运动。若一颗卫星的质量为m,轨道半径为r。设地球质量为M,半径为R,引力常量为G,则地球对该卫星的引力大小为(B)

A.GMmR

B.GMm

C.GMm(

D.GMm

解析根据万有引力定律,可得F=GMmr

3.(北京东城高一期末)火星的质量约为地球质量的110,半径约为地球半径的12

A.0.4 B.0.8

C.2.0 D.2.5

解析假定火星质量为M、半径为R,根据万有引力定律,同一物体放在火星表面与地球表面所受引力大小分别为F1=GMmR2,F2=G10Mm(2R)2

4.(陕西宝鸡高一期末)北京时间6月5日10时44分,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约577秒后,神舟十四号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功。火箭飞行过程中,在离地面高h处时航天员所受地球的万有引力减少到发射时的一半。将地球视为均匀球体,地球半径为R,则h与R的关系正确的是(A)

A.h=(2-1)R B.h=2R

C.h=R D.h=2R

解析由万有引力定律F=Gm1m2r2,可知在地球表面处,航天员所受的万有引力为F=Gm1m2R

5.(福建宁德高一期末)利用扭秤实验测量引力常量的装置如图所示,主要用到的物理方法是 (B)

A.类比法 B.放大法

C.控制变量法 D.等效替代法

解析利用扭秤装置测定引力常量,主要用到的物理方法是放大法。故选B。

6.(四川遂宁二中高一期中)已知地球可视为半径为R、质量分布均匀的球体,且均匀球壳对壳内质点的引力为零。若地球表面的重力加速度为g,当探测器位于地面以下深0.5R处时,该处的重力加速度大小为(B)

A.0.25g B.0.5g C.2g D.4g

解析设地球的密度为ρ,则在地球表面有Gm地mR2=mg,地球的质量m地=ρ·43πR3,联立可得,地表重力加速度表达式g=4

7.(湖北黄石高一期末)地球表面的重力加速度g地取10m/s2,某星球质量为地球质量的9倍,半径为地球半径的一半,在该星球表面从某一高度以20m/s的初速度竖直向上抛出一物体,从抛出到落回抛出点需要的时间为(B)

A.1s B.19s

C.118s D.1

解析设星球质量为m星,半径为R星,地球质量为m地,半径为R地,已知m星m地=9,R星R地=12,根据万有引力等于重力得Gm地mR地2=mg得g=Gm

B级关键能力提升练

8.已知物体放在质量分布均匀的球壳内部的时候受到球壳的万有引力为零,假想沿地球的直径打一个孔。在不考虑地球自转的情况下,从一端释放一个看成质点的小球,小球将沿直径运动到另一端,则小球运动的速度—时间图像可能是(A)

解析如图所示,当小球运动至A处时,由题意可知,A处以外的地球部分对小球作用力为零,A处以内的地球部分对小球作用力产生加速度,满足Gm0mr2=ma,又有m0=ρ·43

9.(多选)(湖北高一期末)有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体,现从中挖去半径为R2的球体,如图所示。图中O1为球体球心,O2为球形空腔的球心,P为球形空腔与球体的切点,Q为O1O2

A.若质点在Q位置,F=7GMm

B.若质点在P位置,F=7GMm

C.若质点在O1位置,F=GMm

D.若质点在O2位置,F=0

解析挖去半径为R2的球体,根据公式V=43πR3,挖去小球的体积是原来大球体积的18,故其质量为m1=M8。若质点在Q位置,没有挖时原球体对质点的万有引力为F1=GMm(2R)2,挖去部分对质点的万有引力F2=Gm1m(1.5R)2,则剩余部分对质点的万有引力F=F1-F2=7GMm36R2,A正确;若质点在P位置,没有挖时原球体对质点的万有引力为F1=GMmR2,挖去部分对质点的万有引力F2=Gm1m12R2,则剩余部分对质点的万有引力F=F1-F2=

10.假设“天问一号”着陆巡视器质量为m,其在火星表面着陆前的动力减速阶段可视为在竖直方向做匀变速直线运动,着陆巡视器制动后,会在火星表面附近经历一个时长为t0、速