高中物理第三章 万有引力定律本章综合与测试当堂检测题

这是一份高中物理第三章 万有引力定律本章综合与测试当堂检测题，共9页。试卷主要包含了万有引力定律，5倍，已知地球的质量为5等内容，欢迎下载使用。

【填空】
1．牛顿的假设
(1)苹果从树上落向地面而不飞向天空，是因为受到了 ．
(2)月亮绕地球做圆周运动表明月球受到了 ．
2．万有引力定律
(1)内容：任何两个物体之间都存在 的引力，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成 ，与这两个物体之间的距离的平方成 ．
(2)公式： ，式中质量的单位用kg，距离的单位用m，力的单位用N，G为引力常量．是一个与物质种类无关的普适常量．
(3)适用条件：①适用于相距很远的天体，这时可以将其看作 ．
②适用于质量均匀分布的球体，这时r指 间的距离．
【判断】
1．公式F＝Geq \f(Mm,r2)中G是比例系数，与太阳和行星都没关系．( )
2．地球对月球的引力大于月球对地球的引力．( )
3．根据万有引力公式可知，当两个物体的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大．( )
1．推导过程
万有引力公式F＝Geq \f(Mm,r2)的得出，概括起来导出过程如下表所示：
2．万有引力的四个特性
1．甲、乙两个质点间的万有引力为F，若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原来的2倍，同时，它们之间的距离减为原来的一半，则甲、乙两物体间的万有引力大小将变为( )
A．F B.eq \f(F,2)
C．8F D．4F
2．某实心匀质球半径为R，质量为M，在球外离球面h高处有一质量为m的质点，则其受到的万有引力大小为( )
A．Geq \f(Mm,R2) B．Geq \f(Mm,R＋h2)
C．Geq \f(Mm,h2) D．Geq \f(Mm,R2＋h2)
3．(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∝eq \f(m,r2)，行星对太阳的引力F′∝eq \f(M,r2) ，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∝eq \f(m,r2)和F′∝eq \f(M,r2)，F∶F′＝m∶M
B．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
万有引力定律的应用方法
(1)首先分析能否满足用F＝Geq \f(m1m2,r2)公式求解万有引力的条件．
(2)明确公式中各物理量的大小．
(3)利用万有引力公式求解引力的大小及方向．
【填空】
1．在1798年，即牛顿发现万有引力定律一百多年以后，英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验，较准确地测出了引力常量. G＝ N·m2/kg2.
2．意义：应用万有引力定律能进行定量运算，显示出其真正的实用价值．
3．知道G的值后，利用万有引力定律可以计算出天体的质量，卡文迪许也因此被称为“能称出地球质量的人”．
【判断】
1．引力常量是牛顿首先测出的．( )
2．卡文迪许通过改变质量和距离，证实了万有引力的存在及万有引力定律的正确性．( )
3．卡文迪许第一次测出了引力常量，使万有引力定律能进行定量计算，显示出真正的实用价值．( )
1．关于引力常量的说明
(1)测定引力常量的理论公式：G＝eq \f(Fr2,m1m2)，单位为N·m2/kg2.
(2)物理意义：引力常量在数值上等于两个质量都是1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力．
(3)由于引力常量G非常小，我们日常接触到的物体间的引力非常小，但天体间的万有引力却非常大.
2．引力常量测定的意义
(1)卡文迪许利用扭秤装置通过改变小球的质量和距离，证实了万有引力的存在及万有引力定律的正确性．
(2)引力常量的确定使万有引力定律能够进行定量计算，显示出其真正的使用价值．
(3)卡文迪许扭秤实验是物理学上非常著名和重要的实验，标志着力学实验精密程度的提高，开创了测量弱力的新时代，学习时要注意了解和体会前人是如何巧妙地将物体间的非常微小的力显现和测量出来的．
4．(多选)关于引力常量，下列说法正确的是( )
A．引力常量是两个质量为1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力
B．牛顿发现了万有引力定律时，给出了引力常量的值
C．引力常量的测出，证明了万有引力的的正确性
D．引力常量的测定，使人们可以测出天体的质量
5．(多选)卡文迪许利用如图3­2­3所示的扭秤实验装置测量了引力常量G.为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是( )
图3­2­3
A．减小石英丝的直径选修9
B．增大T形架横梁的长度
C．利用平面镜对光线的反射
D．增大刻度尺与平面镜之间的距离
6．在某次测定引力常量的实验中，两金属球的质量分别为m1和m2，球心间的距离为r，若测得两金属球间的万有引力大小为F，则此次实验得到的引力常量为( )
A.eq \f(Fr,m1m2) B.eq \f(Fr2,m1m2)
C.eq \f(m1m2,Fr) D.eq \f(m1m2,Fr2)
课后作业提升
一、选择题
1.关于万有引力公式F=G,以下说法中正确的是( )
A.公式不仅适用于星球之间的引力计算,也适用于质量较小的物体
B.当两物体间的距离趋近于0时,万有引力趋近于无穷大
C.两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律
D.公式中引力常量G的值是牛顿规定的
2.关于万有引力定律,下列说法正确的是( )
A.物体间的万有引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离成反比
B.任何两个物体都存在相互吸引的力,引力的大小跟它们质量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比
C.万有引力与质量、距离和引力常量都成正比
D.万有引力定律对质量大的物体适用,对质量小的物体不适用
3.一名宇航员来到一个星球上,如果该星球的质量是地球质量的一半,它的直径也是地球直径的一半,那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的( )
倍B.0.5倍
C.2.0倍D.4.0倍
4.2005年7月4日美国宇航局的“深度撞击”计划在距离地球1.3亿千米处实施,上演一幕“炮打彗星”,目标是“坦普尔一号”彗星.假设“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆,其轨道周期为5.74年,则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法正确的是( )
A.绕太阳运动的角速度不变
B.近日点处线速度大于远日点处线速度
C.近日点处线速度等于远日点处线速度
D.其太阳轨道半长轴的三次方与周期的二次方之比是一个与太阳质量有关的常数
5.两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,若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起,则它们之间的万有引力为( )
A.2FB.4FC.8FD.16F
二、非选择题
6.火星绕太阳的运动可看做匀速圆周运动,火星与太阳间的引力提供火星运动的向心力.已知火星运行的轨道半径为r,运行的周期为T,引力常量为G,试写出太阳质量M的表达式.
7.已知地球的质量为5.89×1024kg,太阳的质量为2.0×1030 kg,地球绕太阳公转的轨道半径为1.5×1011 m,G=6.67×10-11N·m2/kg2,求:
(1)太阳对地球的引力大小;
(2)地球绕太阳运转的向心加速度.
8.有一质量为M、半径为R的密度均匀的球体,在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点,现从M中挖去一半径为的球体,如图所示,求剩下部分对m的万有引力F为多大.
学业分层测评(八)
(建议用时：45分钟)
1．(多选)在探究太阳与行星间的引力的思考中，属于牛顿的猜想的是( )
A．使行星沿圆轨道运动，需要一个指向圆心的力，这个力就是太阳对行星的吸引力
B．行星运动的半径越大，其做圆周运动的运动周期越大
C．行星运动的轨道是一个椭圆
D．任何两个物体之间都存在太阳和行星之间存在的这种类型的引力
2．两辆质量各为1×105 kg的装甲车相距1 m时，它们之间的万有引力相当于 ( )
A．一个人的重力量级
B．一个鸡蛋的重力量级
C．一个西瓜的重力量级
D．一头牛的重力量级
3．(多选)关于引力常量G，下列说法中正确的是( )
A．G值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值
B．引力常量G的大小与两物体质量的乘积成反比，与两物体间距离的平方成正比
C．引力常量G在数值上等于两个质量都是1 kg的可视为质点的物体相距1 m时的相互吸引力
D．引力常量G是不变的，其数值大小与单位制的选择无关
4．如图3­2­4所示，两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，质量大小分别为m1、m2，半径大小分别为r1、r2，则两球间的万有引力大小为( )
图3­2­4
A．Geq \f(m1m2,r2) B．Geq \f(m1m2,r\\al(2,1))
C．Geq \f(m1m2,r1＋r22) D．Geq \f(m1m2,r1＋r2＋r2)
5．一个物体在地球表面所受的重力为G，在距地面高度为地球半径的位置，物体所受地球的引力大小为( )
A.eq \f(G,2) B.eq \f(G,3)
C.eq \f(G,4) D.eq \f(G,9)
6．对于质量为m1和质量为m2的两个物体间的万有引力的表达式F＝Geq \f(m1m2,r2)，下列说法正确的是( )
A．m1对m2的引力等于m2对m1的引力
B．当两物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大
C．当有第3个物体m3放入m1、m2之间时，m1和m2间的万有引力将增大
D．m1和m2所受的引力性质可能相同，也可能不同
7．地球质量大约是月球质量的81倍，在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为( )
A．1∶27 B．1∶9
C．1∶3 D．9∶1
8．火星的半径为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的eq \f(1,9)，那么地球表面质量为50 kg的人受到地球的吸引力约为火星表面同质量物体受火星引力的多少倍？
9．两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．16F
10．(多选)在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道．已知太阳质量约为月球质量的2.7×107倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍．关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是( )
A．太阳引力远大于月球引力
B．太阳引力与月球引力相差不大
C．月球对不同区域海水的吸引力大小相等
D．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异
11．两个质量分布均匀、密度相同且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，如图3­2­5所示，现将其中一个小球中挖去半径为原球半径一半的球，并按如图所示的形式紧靠在一起(三个球心在一条直线上)，试计算它们之间的万有引力大小．
图3­2­5
12．宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处．(地球表面重力加速度g取10 m/s2，空气阻力不计)
(1)求该星球表面附近的重力加速度g′的大小；
(2)已知该星球的半径与地球半径之比为eq \f(R星,R地)＝eq \f(1,4)，求该星球的质量与地球质量之比eq \f(M星,M地).
万 有 引 力 定 律
特性
内容
普遍性
万有引力不仅存在于太阳与行星、地球与月球之间，宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着这种相互吸引的力
相互性
两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力，总是满足大小相等，方向相反，作用在两个物体上
宏观性
地面上的一般物体之间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计，但在质量巨大的天体之间或天体与其附近的物体之间，万有引力起着决定性作用
特殊性
两个物体之间的万有引力只与它们本身的质量和它们间的距离有关，而与它们所在空间的性质无关，也与周围是否存在其他物体无关
引 力 常 量