高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 万有引力定律优秀课后复习题

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7.2万有引力定律课后练习1．下列关于万有引力定律的说法中，正确的是　　 万有引力定律是卡文迪许在实验室中发现的对于相距很远、可以看成质点的两个物体，万有引力定律中的r是两质点间的距离  对于质量分布均匀的球体，公式中的r是两球心间的距离  质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力．A． B． C． D．2．两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F。若将两个用同种材料制成的半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则两大铁球之间的万有引力为（　　）A．2F B．4F C．8F D．16F3．设地球表面的重力加速度为g0， 物体在距地心4R（R 是地球半径）处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则为（　　）A．1 B． C． D．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．设地球是半径为R的均匀球体，质量为M，若把质量为m的物体放在地球的中心，则物体受到的地球的万有引力大小为(　　)A．零 B．无穷大C．G D．无法确定6．火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为（　　）A．0.2 B．0.4 C．2.0 D．2.57．据报道，在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，设其质量为地球质量的k倍，其半径为地球半径的p倍，由此可推知该行星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为（　　）A． B． C． D．8．假如地球自转速度增大，关于物体重力，下列说法正确的是（　）A．放在赤道地面上的万有引力不变 B．放在两极地面上的物体的重力变小C．放在赤道地面上物体的重力不变 D．放在两极地面上的物体的重力增加9．假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为（ ）A．  B．  C．  D． 10．如果设行星的质量为m，绕太阳运动的线速度为v，公转周期为T，轨道半径为r，太阳的质量为M，则下列说法正确的是（　　）A．在探究太阳对行星的引力大小F的规律时，引入的公式实际上是牛顿第二定律B．在探究太阳对行星的引力大小F的规律时，引入的公式，实际上是匀速圆周运动的一个公式C．在探究太阳对行星的引力大小F的规律时，引入的公式，实质上是开普勒第三定律，是不可以在实验室中得到验证的D．在探究太阳对行星的引力大小F的规律时，得到关系式F∝之后，又借助相对运动的知识（也可以理解为太阳绕行星做匀速圆周运动）得到F∝，最终用数学方法合并成关系式F∝11．(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12．要使两物体间的万有引力减小到原来的，下列办法可以采用的是（　　）A．使两物体的质量各减小一半，距离不变B．使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变C．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变D．使两物体间的距离和质量都减为原来的13．质量为m1、m2的甲、乙两物体间的万有引力，可运用万有引力定律F＝G计算，则下列说法正确的是（   ）A．若m1>m2，甲对乙的万有引力大于乙对甲的万有引力B．甲对乙的万有引力的大小与乙对甲的万有引力的大小总相等C．甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对平衡力D．若只将第三个物体放在甲、乙两物体之间，甲、乙之间的万有引力不变14．如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M，半径为R．下列说法正确的是（ ）A．地球对一颗卫星的引力大小为B．一颗卫星对地球的引力大小为C．两颗卫星之间的引力大小为D．三颗卫星对地球引力的合力大小为15．已知太阳的质量为,地球的质量为,月球的质量为, 当发生日全食时,太阳、月亮、地球几乎在同一直线上,且月亮位于太阳与地球中间,如图所示,设月亮到太阳的距离为,地球到月亮的距离为.（1）太阳对地球的引力和对月亮的引力的大小之比为多少?16．一个质量均匀分布的球体，半径为2r，在其内部挖去一个半径为r的球形空穴，其表面与球面相切，如图所示。已知挖去小球的质量为m，在球心和空穴中心连线上，距球心d＝6r处有一质量为m2的质点，求：(1)被挖去的小球挖去前对m2的万有引力为多大？(2)剩余部分对m2的万有引力为多大？17．某物体在地面上受到的重力为160N，将它放置在卫星中，在卫星以的加速度随火箭向上加速升空的过程中，当物体与卫星中的支持物，相互挤压力为90N时，卫星距地球表面有多远?(地球半径，g取10m/s2)                              参考答案1．C【详解】①.万有引力定律是牛顿发现的，故①错误；②.对于相距很远、可以看成质点的两个物体,万有引力定律F=中的r是两质点间的距离，故②正确；③.对于质量分布均匀的球体，公式中的r是两球心间的距离，故③正确；④.物体之间的万有引力是作用力和反作用力，不论质量大小，两物体之间的万有引力总是大小相等，故④错误．故选C.2．D【详解】两个小铁球之间的万有引力为F＝G＝G实心小铁球的质量为m＝ρV＝ρ·πr3大铁球的半径是小铁球的2倍，则大铁球的质量m′与小铁球的质量m之比为故两个大铁球间的万有引力为F′＝G＝G＝16F故选D。3．D【详解】假设在地球表面上放置一个质量为的物体，则假设在距离地心4R处放置一个质量为的物体，则ABC错误，D正确。故选D。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．A【详解】将一质量为m的物体放在地球的球心处，地球各部分对物体都有万有引力，物体各个方向受到的引力都平衡抵消，其合力为零，即此物体受到地球的万有引力大小为零。故选A。6．B【详解】设物体质量为m，则在火星表面有 在地球表面有由题意知有故联立以上公式可得故选B。7．B【详解】由mg＝G可知g地＝Gg星＝G则＝·＝所以选项B正确，ACD错误。故选B。8．A【详解】地球自转速度增大，则物体随地球自转所需向心力增大．地球的质量和半径都没有变化，故对赤道上物体的万有引力大小保持不变，故A正确；地球绕地轴转动，在两极点，物体转动半径为零，转动所需向心力为零，此时物体的重力与万有引力相等，故转速增加两极点的重力保持不变，故B D错误；赤道上的物体重力和向心力的合力等于物体受到的万有引力，而万有引力不变，转速增加时所需向心力增大，故物体的重力将减小，故C错误．故选A．9．A【详解】地球的质量根据万有引力定律，在地球表面可得根据题意，在矿井底部，地球的有效质量为则可得可得故选A。10．ABC【详解】A．引入的公式，这个关系式实际上是牛顿第二定律，抓住引力提供向心力得出的，故A正确；B．引入的公式，这个公式是匀速圆周运动线速度与周期的关系式，故B正确；C．引入的公式，实质上是开普勒第三定律，是开普勒通过分析行星运动观测数据得到的，因此无法在实验室中得到验证，故C正确；D．在探究太阳对行星的引力大小F的规律时，得到关系式F∝，根据牛顿第三定律得出F∝，最终用数学方法合并成关系式F∝，故D错误。故选ABC。11．BD【详解】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。故选BD.12．ABC【详解】根据万有引力定律 。A．使两物体的质量各减小一半，距离不变，万有引力变为原来的，故A正确；B．使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变，万有引力变为原来的，故B正确；C．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变，万有引力变为原来的，故C正确；D．使两物体间的距离和质量都减为原来的，万有引力不变，故D错误。故选ABC。13．BD【详解】ABC．甲、乙之间的万有引力遵守牛顿第三定律，总是大小相等、方向相反，作用在两个物体上，是一对相互作用力，AC错误，B正确；D．万有引力的特殊性表明：两物体间的万有引力只与它们本身的质量和两物体间的距离有关，而与物体所在空间的性质无关，也与物体周围有无其他物体无关，D正确。故选BD。14．BC【详解】AB．根据万有引力定律可知：地球对一个卫星的引力大小为物体间的万有引力是相互作用力，所以一个卫星对地球的引力大小也为，选项A错误，B正确；C．如图所示，两颗卫星之间的距离所以两颗卫星之间的引力大小为C选项正确；D．三颗卫星处在圆轨道的内接正三角形顶角上，根据三力平衡知识可知，对地球引力的合力大小为零，D错误。故选BC。15． 【详解】太阳对地球的引力：太阳对月亮的引力：太阳对地球的引力和对月亮的吸引力的大小之比为：16．(1)G；(2)G【详解】(1)被挖去的小球挖去前对m2的万有引力为F2＝G＝G(2)将挖去的小球填入空穴中，由V＝πR3，m＝ρV可知，大球的质量为8m，则挖去小球前大球对m2的万有引力为F1＝G＝Gm2所受剩余部分的万有引力为F＝F1－F2＝G17．1.92×104km【详解】物体的质量为设此时火箭上升到离地球表面的高度为h，火箭上物体受到的支持力为N，物体受到的重力为，据牛顿第二定律得在h高处，有 在地球表面处，有联立以上各式得