必修 第二册第七章 万有引力与宇宙航行2 万有引力定律课后复习题

2020-2021学年人教版（2019）必修第二册

7.2万有引力定律 课时作业1（含解析）

1．在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法如：理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是（　　）

A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法

B．探究合力与分力的关系实验，主要应用了控制变量法

C．卡文迪许通过扭秤测量引力常量的实验，应用了理想模型法

D．根据速度定义式v＝，当△t→0时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法

2．我国计划在今年利用“长征五号”运载火箭发射“天问一号" 火星探测器。在运载火箭离地球越来越远的过程中，地球对火星探测器万有引力大小的变化情况是（　　）

A．变大 B．不变 C．变小 D．无法确定。

3．万有引力常量G的单位，如果用国际单位制基本单位的符号来表示，正确的是（　　）

A．  B． C．N·m2/kg2 D．N·kg2/m2

4．图（a）是用来“显示桌（或支持）面的微小形变”的演示装置；图（b）是用来“测量万有引力常量”的扭秤。由图可知，两个实验装置共同的物理思想方法是（　　）

A．极限的思想方法 B．放大的思想方法

C．控制变量的方法 D．猜想的思想方法

5．日常生活中我们不仅经常接触到脍炙人口的诗词，还经常接触到一些民谚、俗语。他们都蕴含着丰富的物理知识。下列说法错误的是（　　）

A．“泥鳅、黄鳝交朋友，滑头对滑头”——泥鳅、黄鱔的表面都比较光滑，摩擦力小

B．唐代诗人李白的诗句“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还”，根据“千里江陵一日还”可估算出诗人李白的平均速度

C．辛弃疾描写月亮的诗句“飞镜无根谁系?嫦娥不嫁谁留?”说明万有引力的存在

D．“人心齐，泰山移”——如果各个分力的方向一致，那么合力的大小等于各个分力的大小之和

6．下列说法正确的是（  ）

A．根据开普勒行星运动定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上

B．根据万有引力定律，当两物体的距离趋近于零时，两物体间的万有引力趋近于无穷大

C．牛顿通过实验否定了亚里士多德关于落体运动“重快轻慢”的结论

D．牛顿第一定律可以用实验直接验证

7．在经典力学发展史上，牛顿做出了杰出的贡献，他提出了三条运动定律以及万有引力定律，其中又被叫做惯性定律的是（　　）

A．牛顿第一定律 B．牛顿第二定律 C．牛顿第三定律 D．万有引力定律

8．关于万有引力定律，下列说法中正确的是（　　）

A．牛顿最早测出G值，使万有引力定律有了真正的实用价值

B．牛顿通过“月地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律

C．由可知，距离r趋于零时，万有引力无限大

D．引力常量G值大小与中心天体选择有关

9．地球自转产生了昼夜交替的现象，已知地球半径为R，地球质量为M，万有引力常量为G，如果地球自转角速度变大，在赤道水平地面上一个静止的物体对地面压力刚好为零，则此时地球自转的角速度为（　　）

A． B． C． D．

10．在物理学发展过程中，很多科学家做出了巨大的贡献，下列说法中符合史实的是（　　）

A．卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量

B．开普勒利用他精湛的数学知识经过长期观察计算分析，最后终于发现了万有引力定律

C．伽利略通过观测、分析计算发现了行星的运动规律

D．牛顿发现了万有引力定律并测出了万有引力常量

11．某恒星周围存在一颗行星甲，运行周期为T1；在行星甲外围还存在一颗行星乙围绕该恒星同向运行，运行周期为T2。则甲、乙的轨道半径之比是（甲、乙行星均绕该恒星做匀速圆周运动）（　　）

A． B． C． D．

12．下列关于万有引力定律的说法中不正确的是（　　）

A．万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的

B．公式F=G中的G是一个常量，单位是

C．公式F=G中的r是指两个质点间的距离或两个均匀球体的球心间的距离

D．由F=G可知，当距离r趋向于0时，F趋向于无穷大

13．地球的质量为M，半径为R。质量为m的宇航员离地面高度为h时，受到地球的万有引力为（    ）

A．F＝G B．F＝G

C．F＝G D．F＝G

14．关于引力常量G，下列说法中正确的是（　　）

A．G是一个没有单位的比例常数，它的数值是人为规定的

B．在国际单位制中，G在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力

C．在不同的星球上，G的数值不一样

D．在不同的单位制中，G的数值是相同的

15．下列关于物理学史的说法中正确的是（　　）

A．伽利略不仅确立了描述运动的基本概念，而且提出了将数学推理和实验相结合的研究方法

B．牛顿三大运动定律，奠定了力学的基础

C．开普勒经过几十年的长期观测，归纳总结出了开普勒三定律

D．卡文迪许通过实验，测量出万有引力常量，被称为“称量地球质量的人”

16．对万有引力定律的提出与推广与应用作出贡献的物理学家是（　　）

A．牛顿 B．伽利略 C．卡文迪许 D．爱因斯坦

17．已知地球的半径为R，将一物体从地面发射至离地面高为h处时，物体所受万有引力减少到原来的一半，则h为多少？

18．发现万有引力定律的科学家是______，测出引力常量的科学家是_______。

参考答案

1．D

【详解】

A．用质点代替物体，采用的科学方法是建立理想化的物理模型的方法，故A错误；

B．合力与分力是等效关系，所以在探究合力与分力关系时，使用的是等效替代法，故B错误；

C．卡文迪许通过扭秤实验测万有引力常量，采用是的放大思想方法，故C错误；

D．以时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度，采用了极限思维法，故D正确。

故选D。

2．C

【详解】

根据

由题意有M与m不变，距离r增加，F变小。

故选C。

3．C

【详解】

国际单位制中质量、距离、力的单位分别是：kg、m、N，根据牛顿的万有引力定律

得到G的单位是 ，根据牛顿第二定律得

则

所以G的单位还可以写成

故选C。

4．B

【详解】

两个实验都是通过将微小的变化放大，利于观察测量，都使用了放大的思想方法，故B正确，ACD错误。

故选B。

5．B

【详解】

A. “泥鳅、黄鳝交朋友，滑头对滑头”——泥鳅、黄鱔的表面都比较光滑，摩擦力小，表面越光滑，摩擦力越小，A正确；

B.千里江陵指的是路程，可以估算出平均速率，不能估算出平均速度，B错误；

C. 辛弃疾描写月亮的诗句“飞镜无根谁系?嫦娥不嫁谁留?”说明月球绕着地球转，说明地球与月球之间存在引力，C正确；

D. “人心齐，泰山移”——如果各个分力的方向一致，那么合力的大小等于各个分力的大小之和，D正确。

故选B。

6．A

【详解】

A．根据开普勒行星运动定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A正确；

B．当两物体的距离趋近于零时，两物体不能视为质点，两物体间的万有引力不能根据万有引力定律进行计算，故B错误；

C．伽利略通过实验否定了亚里士多德关于落体运动“重快轻慢”的结论，故C错误；

D．牛顿第一定律在实验基础上进行科学推理得到的，不可以用实验直接验证，故D错误。

故选A。

7．A

【详解】

在经典力学发展史上，牛顿做出了杰出的贡献，他提出了三条运动定律以及万有引力定律，其中又被叫做惯性定律的是牛顿第一定律

故选A。

8．B

【详解】

A．最早测出G值的是卡文迪许，不是牛顿，故A错误；

B．牛顿通过“月地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律，故B正确；

C．公式适用于质点之间的万有引力，当距离r趋于零时，万有引力公式不再适用，故C错误；

D．引力常量G是一个定值，它大小与中心天体选择无关，故D错误；

故选B。

9．C

【详解】

赤道水平地面上一个静止的物体对地面压力刚好为零，则

解得

故选C。

10．A

【详解】

A. 卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量，A正确；

B. 牛顿利用他精湛的数学知识经过长期观察计算分析，最后终于发现了万有引力定律，B错误；

C. 开普勒通过观测、分析计算发现了行星的运动规律，C错误；

D. 牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，D错误。

故选A。

11．C

【详解】

设行星甲的质量是m1，绕恒星做匀速圆周运动的轨道半径是r1，行星乙的质量是m2，绕恒星做匀速圆周运动的轨道半径是r2，恒星对行星的吸引力提供行星绕恒星做匀速圆周运动的向心力，则有

解得

ABD错误，C正确。

故选C。

12．D

【详解】

A．万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的，选项A正确，不符合题意；

B．公式F=G中的G是一个常量，单位是，选项B正确，不符合题意；

C．公式F=G中的r是指两个质点间的距离或两个均匀球体的球心间的距离，选项C正确，不符合题意；

D．当距离r趋向于0时，万有引力公式不再适应，选项D错误，符合题意。

故选D。

13．D

【详解】

根据万有引力公式有，其中

万有引力大小为

故D正确，ABC错误；

故选D。

14．B

【详解】

A．G的数值都为是卡文迪许通过实验测出的，A错误；

B．根据万有引力定律可知，引力常量G在数值上等于两个质量都是1kg的可视为质点的物体相距1m时的相互吸引力，B正确；

C．G是一个与星球无关的常量，在不同星球上，G的数值一样，C错误；

D．G的数值与单位制有关，在不同的单位制中，G的数值是不同的，D错误。

故选B。

15．ABD

【详解】

A．伽利略不仅确立了描述运动的基本概念，而且提出了将数学推理和实验相结合的研究方法，选项A正确；

B．牛顿三大运动定律，奠定了力学的基础，选项B正确；

C．第谷进行了长期观测，记录了大量数据，开普勒通过对数据研究总结得出了开普勒三定律，选项C错误；

D．卡文迪许通过实验，测量出万有引力常量，被称为“称量地球质量的人”，选项D正确。

故选ABD。

16．AC

【详解】

牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验测量的万有引力常量，对推广和应用万有引力定律也作出贡献。

故选AC。

17．(−1)R

【详解】

物体在地面上，所受万有引力为

高度为h处

因为F′＝F，所以

所以

h=(−1)R

18．牛顿    卡文迪许   

【详解】

[1]发现万有引力定律的科学家是牛顿；

[2]测出引力常量的科学家是卡文迪许。