物理必修 第二册4.2  万有引力定律是怎样发现的随堂练习题

这是一份物理必修 第二册4.2  万有引力定律是怎样发现的随堂练习题，共12页。试卷主要包含了如图所示,a等内容，欢迎下载使用。
【优质】4.2万有引力定律是怎样发现的优选练习一．填空题1．“2003年10月15日9时，我国神舟五号字由飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送入太空。飞船绕地球飞行14圈后，于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场。”根据以上消息，近似地把飞船从发射到降落的全部运动看做绕球的匀速圆周运动，可知神舟五号的绕行周期为______min（保留两位有效数字），若已知神舟五号的绕行周期为T，地球的质量M，地球的半径R，万有引常量为G，则神舟五号绕地球飞行时距地面高度的表达式为______。2．人造地球卫星在运行过程中由于受到微小的阻力，轨道半径将缓慢减小．在此运动过程中，卫星所受万有引力大小将     (选填“减小”或“增大”)，其做圆周运动的速度将       (选填“减小”或“增大”)． 3．如果测出行星的公转周期T以及它和太阳的距离r，就可以求出________的质量。根据月球绕地球运动的轨道半径和周期，就可以求出_______的质量。________星的发现，显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义。4．如图所示，某行星绕太阳运动的轨道是椭圆，A点是轨道上距太阳最近的位置，B点是轨道上距太阳最远的位置。行星在A点时的速度________（填“大于”．“小于”或“等于”）在B点时的速度；行星在A点时太阳对它的万有引力________（填“大于”．“小于”或“等于”）在B点时太阳对它的万有引力。5．两行星A和B是两个均匀球体，行星A的卫星a沿圆轨道运行的周期为；行星B的卫星b沿圆轨道运行的周期为。设两卫星均为各自中心星体的近地卫星，而且，行星A和行星B的半径之比为，两行星的质量之比MA：MB =_____，则行星A和行星B的密度之比＝_____，行星表面的重力加速度之比＝_____。6．如图所示,a．b为地球的两颗人造卫星,b的轨道半径大于a的轨道半径,则a的速度______ b的速度,a的运动周期______ b的运动周期（填“大于”．“小于”或“等于”）7．若某行星绕太阳运动的轨道半径为R，周期为T，万有引力恒量为G，则该行星的线速度大小为_________，太阳的质量为________。8．知道绕天体运行的卫星的周期和卫星的轨道半径及万有引力常量即可估算天体的质量．（____）9．历史上第一个在实验室里比较准确地测出万有引力常量的科学家是_________（填：“牛顿”．“伽利略”．“卡文迪许”或“胡克”），万有引力常量_________（填写国际单位）。10．2020年，我国将首次发射火星探测器并在火星着陆，这将是我国航天事业的又一大突破。已知地球与火星的质量之比约为10:1，半径之比约为2:1，设甲乙两卫星分别在地球和火星表面做匀速圆周运动，则地球与火星的第一宇宙之比为_______；地球与火星表面的自由落体加速度之比为______；甲乙两卫星的向心加速度之比为___________。11．一组太空人乘坐太空穿梭机，去修理距离地球表面的圆形轨道上的哈勃太空望远镜，机组人员使穿梭机进入与相同的轨道并关闭助推火箭，而望远镜则在穿梭机前方数千米处，如图所示。设为引力常量，为地球质量（已知地球半径，地球表面重力加速度，地球的第一宇宙速度）。在穿梭机内，一质量为的太空人的视重是___________，轨道上的重力加速度大小为____________，穿梭机在轨道上的速率为___________，周期为__________。 12．某星球的半径是地球的p倍，质量是地球的n倍，该星表面的自由落体加速度_______，该星球的第一宇宙速度 _________（已知地球表面的自由落体加速度为g，地球的第一宇宙速度为V1）。13．火星的半径是地球半径的一半,火星的质量约为地球质量的1/8,那么在地球上50千克的人,如果在火星上质量为_______千克,火星表面的重力加速度约为__________米/秒2 ,此人在火星上的体重为___________N.(g =10米/秒2 )14．物理学界最新的观测成果是引力波的发现，这对物理学的理论产生了重大的影响。引力波可认为是两个黑洞绕着共同的中心做匀速圆周运动时产生的。如果观测到一对黑洞产生的引力波的频率为f，这对黑洞间的平均距离为L，万有引尢常量为G，则可估算这对黑洞的总质量约为M= ____________。15．飞机在空中沿半径为R的水平圆周盘旋时，飞机机翼一定处于倾斜状态．（____）16．所谓“双星”就是两颗相距较近的恒星，这两颗星各自以一定的速率绕某一中心转动才不致由于万有引力而吸在一起，已知某“双星”中星体的质量分别为和，相距为L，它们的轨道半径之比= ______ ；它们转动的角速度为______ ．17．2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道II，B点为轨道II的一点，如图所示，航天飞机在轨道II上经过A的速度______（填“大于”．“等于”或“小于”）在轨道I上经过A的速度；在轨道II上运动的周期______（填“大于”．“等于”或“小于”）在轨道I上运动的周期。18．如图，远离其它天体的两颗星A．B可视为质点，它们之间的距离为d，A．B围绕连线上一固定点O做匀速圆周运动，测得A运动的角速度为ω，已知引力常量为G，求它们总质量________。
参考答案与试题解析1．【答案】92        【解析】【来源】河北省唐山市2020-2021学年高二（上）质量检测物理试题 【分析】【详解】[1] 15日9时到16日6时23分经历，则神舟五号的绕行周期为[2]设神舟五号质量为，轨道半径为，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律可得两式联立可得2．【答案】增大 ． 增大【解析】【分析】【详解】半径减小，万有引力增大，由可知线速度增大3．【答案】太阳    地球    海王星    【解析】【来源】安徽省滁州市明光市明光中学2019-2020学年高一(下)第二次月考物理试题 【分析】【详解】[1]设太阳的质量为，行星的质量为，则由万有引力等于向心力可得可求出太阳的质量为[2]月球围绕地球运动时，由地球的万有引力提供向心力，则同理可得：根据月球围绕地球运动的轨迹半径和周期即可求出地球质量。[3]海王星的发现，显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义。4．【答案】大于    大于    【解析】【来源】湖南省茶陵县第三中学2019-2020学年高一（下)第二次月考物理试题 【分析】【详解】[1]根据开普勒第二定律可知行星在A点时的速度大于在B点时的速度。[2]根据万有引力定律可知行星在A点时太阳对它的万有引力大于在B点时太阳对它的万有引力。5．【答案】2∶1    16∶1    8∶1    【解析】【来源】陕西省延安市第一中学2019-2020学年高一（下)6月物理试题 【分析】【详解】[1][2]人造地球卫星的万有引力充当向心力，即 ①体积为  ②解得密度为  ③故A和B密度之比为∶=16∶1由  ④联立②③④得  ⑤所以∶=2∶1  ⑥[3]忽略行星自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式 ⑦由①⑦解得  ⑧所以两行星表面处重力加速度之比为  ⑨【点睛】求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用。6．【答案】大于    小于    【解析】【来源】天津市四合庄中学2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题 【详解】[1][2] 人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：解得：则知，卫星的轨道半径越小，速度越大，周期越小，所以a的速度大于b的速度，a的运动周期小于b的运动周期。7．【答案】    (1).     (2). 【解析】 点睛:向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用，掌握万有引力提供向心力公式，难度适中．8．【答案】√【解析】【来源】衡水中学2020届高考一轮专题复习：第4章曲线运动与万有引力航天 【详解】根据可得，即知道绕天体运行的卫星的周期和卫星的轨道半径及万有引力常量即可估算天体的质量．此说法正确。9．【答案】卡文迪许        【解析】【来源】2019届上海市建平中学高三（上）期中物理试题 【分析】【详解】[1][2]历史上第一个在实验室里比较准确地测出万有引力常量的科学家是卡文迪许，万有引力常量。10．【答案】    5:2    5:2    【解析】【来源】天津市宝坻区大钟庄高级中学2019-2020学年高一（下)6月物理试题 【分析】【详解】[1]．根据可得则地球与火星的第一宇宙之比为[2]．根据 可得则地球与火星表面的重力加速度之比 [3]．根据即a=g则甲乙两卫星的向心加速度之比为5:2.11．【答案】0                【解析】【分析】由题可知本题考查万有引力定律的应用。【详解】[1]穿梭机内的人处于完全失重状态，故视重为0[2]由得则所以轨道上的重力加速度[3]由得则得所以穿梭机在轨道上的速率[4]由得穿梭机在轨道上的周期12．【答案】；        【解析】【来源】河北省滦州市第一中学2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题 【详解】设地球质量为M，半径为R，那么星球的质量M'=nM，半径R'=pR；设金星表面的重力加速度为g'，第一宇宙速度为v；根据星球表面物体重力等于万有引力可得：，解得，所以，；由万有引力做向心力可得：，所以有：，解得；13．【答案】    (1). 50    (2). 5    (3). 250【解析】质量物体的固有属性，无论何时何地质量都不变，故质量为的人，在火星上质量仍为；根据星球表面的万有引力等于重力有：，得出：
火星的半径是地球半径的，火星质量是地球质量的
所以火星上重力加速度与地球上重力加速度之比：
得：则质量的人在火星上的体重为：点睛：质量不因位置变化而变化，故质量保持不变，星球表面重力与万有引力相等，据此根据星球质量与半径关系求重力加速的关系，由重力加速度求火星上的体重。 14．【答案】【解析】根据万有引力定律可得  解得；则 15．【答案】√【解析】【来源】衡水中学2020届高考一轮专题复习：第4章曲线运动与万有引力航天 【详解】飞机在空中沿半径为R的水平圆周盘旋时，飞机机翼的升力与重力的合力提供水平方向向心力，竖直方向上合力为零，则机翼一定处于倾斜状态．此说法正确。16．【答案】        【解析】【来源】山东省青州二中2019-2020学年高二上学期10月月考物理试题 【详解】[1].设“双星”的角速度为ω，根据牛顿第二定律得对星1： ①对星2： ②由①：②得[2].由①和②化简再得解得17．【答案】小于    小于    【解析】【分析】【来源】湖南省岳阳市华容县2017-2018学年高一（下）期末物理试题 【详解】[1]从轨道I上的A点进入轨道Ⅱ，需要减速，使得在该点万有引力大于所需的向心力做近心运动，所以在轨道Ⅱ上经过A点的速度小于在轨道I上经过A点的速度[2]在轨道II上的半长轴小于轨道I上的半长轴（半径），由开普勒行星运动定律知，在轨道II上的周期小于在轨道I周期 18．【答案】【解析】【来源】辽宁省协作校2019-2020学年高一（下）期中物理试题 【分析】【详解】[1]设双星的质量分别为和，做圆周运动的半径分别为和，对双星系统，角速度相同，则有其中联立解得即它们总质量为