人教版高中物理 必修二6.3 万有引力定律 同步练习及答案
人教版高中物理必修二 6.3 万有引力定律同步练习
一、选择题
1.在物理学的发展历程中，下面的哪位科学家首先建立了平均速度，瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展（）
A. 亚里士多德
B. 伽利略
C. 牛顿
D. 爱因斯坦
2.如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、E k、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有（）
A. T A＞T B
B. E kA＞E kB
C. S A=S B
D. =
3.我国在西昌卫星发射中心成功发射高分四号卫星．至此我国航天发射“十二五”任务圆满收官．高分四号卫星是我国首颗地球同步轨道高分辨率光学成像卫星，也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道卫星，它的发射和应用将显著提升我国对地遥感观测能力，该卫星在轨道正常运行时，下列说法正确的是( )
A. 卫星的轨道半径可以近似等于地球半径
B.卫星的向心加速度一定小于地球表面的重力加速度
C.卫星的线速度一定大于第一宇宙速度
D.卫星的运行周期一定大于月球绕地球运动的周期
4.从狭义相对论出发，我们可以得到下列哪些结论（）
A. 同时的绝对性-
B. 事件的因果关系可以颠倒
C. 运动的时钟变快-
D. 物体质量随速度增大而增大
5.如图所示，操场两边放着半径分别为r1、r2，质量分别为m1、m2的篮球和足球，二者的间距为r.则两球间的万有引力大小为（）
A. B. C. D.
6.假设火星和地球都是球体,火星的质量M火和地球的质量M地之比为p,火星的半径R火和地球的半径R地之比为q,那么火星表面处的引力加速度和地球表面处的引力加速度之比等于( )
A. p/q2
B. pq2
C. p/q
D. pq
7.牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律．下列有关说法正确的是（）
A. “月﹣地检验”表明地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律
B. “月﹣地检验”表明物体在地球上受到的引力是在月球上的60倍
C. 行星间引力与距离的平方成反比关系是根据牛顿第三定律得到的
D. 引力常量G的大小是牛顿利用实验测出的
8.水星或金星运行地球和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星凌日”．已知地球的公转周期为365天，若将水星、金星和地球的公转轨道视为同一平面内的圆轨道，理论计算得到水星相邻两次凌日的时间间隔为116天，金星相邻两次凌日的时间间隔为584天，则下列判断合理的是（）
A. 地球的公转周期大约是水星的2倍
B. 地球的公转周期大约是金星的1.6倍
C. 金星的轨道半径太约是水星的3倍
D. 实际上水星、金星和地球的公转轨道平面存在一定的夹角，所以水星或金星相邻两次凌日的实际时间间隔均大于题干所给数据
9.关于经典力学的伟大成就，下列论述正确的是（）
A. 经典力学第一次实现了对自然界认识的理论大综合
B. 经典力学第一次预言了宇宙中黑洞的存在
C. 经典力学第一次向人们展示了时间的相对性
D. 人们借助于经典力学中的研究方法，建立了完整的经典物理学体系
10.要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列做法不正确的是( )
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1/4，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. 距离和质量都减为原来的1/4
11.同步卫星离地心距离为r，运行速率为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球的半径为R，则下列结果正确的是（）
A. =
B. =（）2
C. =
D. =
12.如图所示，a、b两颗人造地球卫星分别在半径不同的轨道上绕地球作匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）
A. a的周期小于b的周期
B. a的动能大于b的动能
C. a的势能小于b的势能
D. a的加速度大于b的加速度
二、解答题
13.若宇航员登上月球后，在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放，二者几乎同时落地.若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球表面.已知引力常量为G，月球的半径为R.求：(不考虑月球自转的影响)
（1）月球表面的自由落体加速度大小g月.
（2）月球的质量M.
（3）月球的密度.
14.已知地球的半径为6.4×106m，又知道月球绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动。
试估算出月球到地心的距离（结果保留一位有效数字）。
15.天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星．双星系统在银河系中很普遍．利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量．已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量．（用引力常量为G、T、r表示）
参考答案
一、选择题
1. B
2. A,D
3. B
4. D
5. D
6. A
7. A
8. B,D
9. A,D
10. D
11.A,D
12. A,D
二、解答题
13.（1）解：月球表面附近的物体做自由落体运动：
月球表面的自由落体加速度大小：
（2）解：不考虑月球自转的影响有：，解得月球的质量为：（3）解：月球的密度
14. 解:月球绕地球转动周期T=30×24×3600s，由①
而GM=gR2②
其中R为地球半径，由①②得
代人数据后得r=4×108m
15.解：对恒星1，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：
解得：
对恒星2，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：
解得：
两恒星的总质量：
答：这个双星系统的总质量为．。
高中物理(新人教版)必修第二册同步习题：万有引力定律(同步习题)【含答案及解析】
第七章 万有引力与宇宙航行2 万有引力定律基础过关练题组一 对太阳与行星间引力的理解1.(多选)根据开普勒行星运动定律和圆周运动知识知:太阳对行星的引力F ∝mr 2,行星对太阳的引力F'∝Mr2,其中M 、m 、r 分别为太阳、行星的质量和太阳与行星间的距离。
下列说法正确的是( ) A.由F ∝mr2和F'∝Mr2知F ∶F'=m ∶MB.F 和F'大小相等,是一对作用力与反作用力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2.(多选)关于太阳与行星间的引力,下列说法中正确的是( )A.由于地球比木星离太阳近,所以太阳对地球的引力一定比对木星的引力大B.行星绕太阳沿椭圆轨道运动时,在从近日点向远日点运动时所受引力变小C.由F=GM 太m r 2可知G=Fr 2M 太m,由此可见G 与F 和r 2的乘积成正比,与M 太和m 的乘积成反比D.行星绕太阳运动的椭圆轨道可近似看成圆轨道,行星做圆周运动的向心力来源于太阳对行星的引力题组二 对万有引力定律的理解3.(2020河北唐山十一中高二上期中)(多选)关于物体间的万有引力的表达式F=Gm 1m 2r 2,下列说法正确的是( )A.公式中的G 是引力常量,它是由实验得出的,而不是人为规定的B.当两物体间的距离r 趋于零时,万有引力趋于无穷大C.两个物体间的万有引力总是大小相等的,而与m 1和m 2是否相等无关D.两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相反的,是一对平衡力4.(2019北京东城高一上期末)两个质点之间万有引力的大小为F,如果将这两个质点之间的距离变为原来的2倍,那么它们之间万有引力的大小变为( ) A.2FB.4FC.F2D.F45.(2019广东佛山高一下期中)如图所示,O1、O2两球间的距离为r,两球的质量分布均匀,大小分别为m1、m2,半径分别为r1、r2,则两球间的万有引力大小为( )A.G m1m2r2B.G m1m2r12C.G m1m2(r1+r2)2D.G m1m2(r1+r2+r)26.(2019福建泉州高一下期末)(多选)要使两物体间的万有引力减小到原来的14,下列办法可采用的是( )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14,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它们的质量都减为原来的14题组三万有引力和重力的关系7.关于万有引力F=G m1m2r2和重力,下列说法正确的是( )A.公式中的G是一个比例常数,没有单位B.到地心距离等于地球半径2倍处的重力加速度为地面重力加速度的14C.相互作用的两物体受到的万有引力是一对平衡力D.若两物体的质量不变,它们间的距离减小到原来的一半,它们间的万有引力也变为原来的一半8.(2020浙江杭州余杭第二高级中学高一下月考)设地球表面的重力加速度为g0,物体在距离地球表面3R(R是地球的半径)处,由于地球的作用而产生的加速度为g,则gg0为( )A.1B.19C.14D.1169.(2020四川石室中学高三期中)研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。
人教版 物理 必修二 第六章 3万有引力定律 精选练习习题(附答案解析)
人教版 物理 必修二 第六章 3万有引力定律 精选练习习题（附答案解析）1．关于万有引力常量G ，以下说法正确的是( )A ．在国际单位制中，G 的单位是N·m 2/kgB ．在国际单位制中，G 的数值等于两个质量各1 kg 的物体，相距1 m 时的相互吸引力C ．在不同星球上，G 的数值不一样D ．在不同的单位制中，G 的数值不一样解析 同一物理量在不同的单位制中的值是不同的，故B 、D 选项正确． 答案 BD2．以下说法正确的是( )A ．质量为m 的物体在地球上任何地方其重力均相等B ．把质量为m 的物体从地面移到高空上，其重力变小了C ．同一物体在赤道处的重力比在两极处重力大D ．同一物体在任何地方其质量相等解析 同一物体在地球上不同的位置，其重力一般不同，其质量不变，故B 、D 选项正确．答案 BD3．一些星球由于某种原因而发生收缩，假设该星球的直径缩小到原来的四分之一．若收缩时质量不变，不考虑星球自转的影响，则与收缩前相比( )A ．同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的4倍B ．同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的16倍C ．该星球的平均密度增大到原来的16倍D ．该星球的平均密度增大到原来的64倍解析 根据万有引力公式F ＝GMmr2可知，当星球的直径缩到原来的四分之一，在星球表面的物体受到的重力F ′＝GMm ⎝ ⎛⎭⎪⎫r 42＝16GMmr 2，故选项B 正确；星球的平均密度ρ＝M V ＝M 43πr 3.星球收缩后ρ′＝M43π⎝ ⎛⎭⎪⎫r 43＝64ρ，故选项D 正确．答案 BD4．关于万有引力的说法，正确的是( ) A ．万有引力只是宇宙中各天体之间的作用力B ．万有引力是宇宙中具有质量的物体间普遍存在的相互作用力C ．地球上的物体以及地球附近的物体除受到地球对它们的万有引力外还受到重力作用D ．太阳对地球的万有引力大于地球对太阳的万有引力解析 万有引力存在于任何两个物体之间，且遵循牛顿第三定律，故A 、C 、D 选项错误，B 选项正确．答案 B5．如图所示，P 、Q 为质量均为m 的两个质点，分别置于地球表面上的不同纬度上，如果把地球看成一个均匀球体，P 、Q 两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )A ．P 、Q 受地球引力大小相等B ．P 、Q 做圆周运动的向心力大小相等C ．P 、Q 做圆周运动的角速度大小相等D ．P 受地球引力大于Q 所受地球引力解析 计算均匀球体与质点间的万有引力时，r 为球心到质点的距离，因为P 、Q 到地球球心的距离相同，根据F ＝G Mmr 2，P 、Q 受地球引力大小相等．P 、Q 随地球自转，角速度相同，但轨道半径不同，根据F n ＝mrω2，P 、Q 做圆周运动的向心力大小不同．综上所述，选项A 、C 正确．答案 AC6．两个质量相等的均匀球体，两球心距离为r ，它们之间的万有引力为F ，若它们的质量都加倍，两球心之间的距离也加倍，它们之间的吸引力为( )A ．4FB ．F C.14F D.12F 解析 由题意可知，F ＝Gm 2r 2，当质量加倍，距离加倍后，F ′＝G (2m )2(2r )2＝Gm 2r 2，故B 选项正确． 答案 B7．科学探测表明，月球上至少存在丰富的氧、硅、铝、铁等资源，设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经长期的开采后月球与地球仍可看成均匀球体，月球仍沿开采前的轨道运动，则与开采前相比(提示：a ＋b ＝常量，则当a ＝b 时，ab 乘积最大)( )A ．地球与月球间的万有引力将变大B ．地球与月球间的万有引力将变小C ．月球绕地球运行的周期将变大D ．月球绕地球运行的周期将变小解析 万有引力公式F ＝GMmr 2中，G 和r 不变，因地球和月球的总质量不变，当M 增大而m 减小时，两者的乘积减小，万有引力减小，故B 选项正确；又GMmr 2＝mr 4π2T2，T ＝4π2r 3GM ，M 增大，则T 减小，故D 选项正确．答案 BD 8.如图所示，一个质量均匀分布的半径为R 的球体对球外质点P 的万有引力为F .如果在球体中央挖去半径为r 的一部分球体，且r ＝R2，则原球体剩余部分对质点P 的万有引力变为( )A.F 2B.F 8C.7F 8D.F 4解析 利用填补法来分析此题原来物体间的万有引力为F ，挖去半径为R2的球的质量为原来球的质量的18，其他条件不变，故剩余部分对质点P 的引力为F－F 8＝78F . 答案 C9．两个质量均为m 的星体，其连线的垂直平分线为MN ，O 为两星体连线的中点，如图所示．一个质量为m 的物体从O 点沿OM 方向运动，则它受到的万有引力大小变化情况是( )A ．一直增大B ．一直减小C ．先减小，后增大D ．先增大，后减小解析 在O 点时，m 受到的万有引力的合力为零，当由O 点向M 点移动过程中，万有引力的合力不断增大，当移到无穷远时，万有引力为零，故应先增大后减小．答案 D10．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轨道半径的400倍，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引力大小相等D ．月球对不同区域海水的引力大小有差异解析 由万有引力公式得F 太阳＝GM 太m r 2太，F 月球＝GM 月m r 2月，所以F 太阳F 月球＝M 太M 月·r 2月r 2太.代入数据可知，太阳的引力大于月球引力，故A 选项正确，B 选项错误；由于月球球心到地球上不同区域的海水的距离不同，所以引力大小有差异，故D 选项正确．答案 AD11．火星的质量和半径分别为地球的110和12.地球表面的重力加速度为g ，则火星表面的重力加速度约为( )A ．0.2gB ．0.4gC ．2.5gD ．5g解析 星球表面的重力加速度为g ＝GMR 2，由此可知火星表面重力加速度为g ′＝GM ′R ′2＝G 110M 地⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫R 地22＝GM 地R 2地·410＝0.4 g .答案 B12．某物体在地面上受到的重力为160 N ，将它放置在卫星中，在卫星以a ＝12g 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的相互挤压力为90 N 时，卫星距地球表面有多远？(地球半径R 地＝6.4 ×103 km ，g ＝10 m/s 2)解析 卫星在升空过程中可以认为是竖直向上做匀加速直线运动，设卫星离地面为h ，这时受到地球的万有引力为F ＝G Mm(R 地＋h )2，① 在地球表面G MmR 2地＝mg ，②在上升到离地面h 时，由牛顿第二定律得F N －G Mm(R 地＋h )2＝ma .③ 由②③两式得(R 地＋h )2R 2地＝mgF N －ma， h ＝⎝⎛⎭⎪⎪⎫ mgF N －ma －1R 地，④将m ＝16 kg ，F N ＝90 N ，a ＝12g ＝5 m/s 2，R 地＝6.4×103 km 代入④得h ＝1.92×104 km. 答案 1.92×104 km13．一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m 2的质点，求剩余部分对m 2的万有引力．解析 将挖去的小球填入空穴中，由V ＝43πr 3可知，大球的质量为8m ，大球对m 2的引力为F 1＝G 8m ·m 2(6r )2＝G 2mm 29r 2.被挖去的小球对m 2的引力为F 2＝G mm 2(5r )2＝G mm 225r 2，m 2所受剩余部分的引力为F ＝F 1－F 2＝41mm 2225r 2G .答案 41mm 2225r 2G14．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．(取地球表面重力加速度g ＝10 m/s 2，空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g ′； (2)已知该星球的半径与地球半径之比为R 星R 地＝，求该星球的质量与地球质量之比M 星M 地．解析 本题考查了星体表面的抛物运动及万有引力与其表面重力的关系． (1)在地球表面t ＝2v 0g ，① 在某星球表面5t ＝2v 0g ′，②由①②联立可解得g ′＝15g ＝15×10 m/s 2＝2 m/s 2.(2)设m 为物体质量，则对星球表面的物体GM 星m R 2星＝mg ′，③ 对地球表面的物体GM 地mR 2地＝mg ，④ 由③④联立可解得 M 星M 地＝g ′g ·R 2星R 2地＝15×142＝答案 (1)2 m/s 2。
人教版高中物理 必修二 6.3 万有引力定律 同步练习
人教版高中物理必修二 6.3 万有引力定律同步练习姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共12题；共12分)1. （1分） (2017高二下·莆田期末) 下列关于物理学史的史实中，正确的是（）A . 奥斯特最早发现了电磁感应规律B . 卢瑟福的α散射实验证明了原子核是由质子与中子组成的C . 库仑发现了点电荷间的相互作用规律D . 安培发现了磁场对运动电荷的作用规律，洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律【考点】2. （1分） (2017高一下·赣州期末) 如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有（）A . TA＞TBB . EkA＞EkBC . SA=SBD . =【考点】3. （1分） (2018高二上·磐安月考) 引力波现在终于被人们用实验证实，爱因斯坦的预言成为科学真理．早在70年代有科学家发现高速转动的双星，可能由于辐射引力波而使质量缓慢变小，观测到周期在缓慢减小，则该双星间的距离将（）A . 变大B . 变小C . 不变D . 可能变大也可能变小【考点】4. （1分）(2018·禅城模拟) 2016年2月11日23:40左右,激光干涉引力波天文台(LIGO)首次宣布发现了引力波。
它来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞(质量分别为26个和39个太阳质量)互相绕转最后合并的过程。
这一发现,证实了爱因斯坦100年前的预测,2017年诺贝尔物理学奖授予为发现引力波作出贡献的三位美国科学家。
合并前两个黑洞互相绕转形成一个双星系统,关于此双星系统,只考虑双星间的相互作用,下列说法正确的是（）A . 两个黑洞绕转的线速度大小相等B . 两个黑洞的质量分别与各自绕转的线速度大小成反比C . 两个黑洞绕转的向心加速度大小相等D . 质量大的黑洞旋转半径大【考点】5. （1分）(2017·大连模拟) 已知地球的半径为R，人造地球卫星距离地面的高度为2R，地球质量为M，卫星质量为m，万有引力常量为G，则地球对卫星的万有引力为（）A .B .C .D .【考点】6. （1分） (2015高一下·台州期中) 2011年8月25日23时24分，嫦娥二号卫星成功进入环绕“拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访L2点的国家．L2点位于太阳和地球连线的延长线上，飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，下列关于工作在L2点的卫星，下列说法中正确的是（）A . 它绕太阳运行的向心力仅由地球的引力提供B . 它绕太阳运行的加速度比地球绕太阳的加速度大C . 它绕太阳运行的线速度与地球运行的线速度大小相等D . 它绕太阳运行的角速度比地球运行的角速度大【考点】7. （1分） (2017高一下·泰安期中) 一个半径比地球大2倍，质量是地球质量的36倍的行星，它的表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的（）A . 9倍B . 3倍C . 4倍D . 18倍【考点】8. （1分） (2017高三上·定州期末) 澳大利亚科学家近日宣布，在离地球约14光年的红矮星wolf 1061周围发现了三颗行星b、c、d，它们的公转周期分别是5天、18天、67天，公转轨道可视作圆，如图所示．已知万有引力常量为G．下列说法正确的是（）A . 可求出b、c的公转半径之比B . 可求出c、d的向心加速度之比C . 若已知c的公转半径，可求出红矮星的质量D . 若已知c的公转半径，可求出红矮星的密度【考点】9. （1分）下面说法中正确的是（）A . 当物体运动速度远小于光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别B . 当物体运动速度接近光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别C . 当普朗克常量h（6.63×10－34J·s）可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别D . 当普朗克常量h（6.63×10－34J·s）不能忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别【考点】10. （1分） (2019高三上·西安月考) 同步卫星距地心的距离为r，运行速率为，向心加速度为；近地卫星做圆周运动的速率为，向心加速度为；地球赤道上观测站的向心加速度为地球的半径为R，则（）A .B .C .D .【考点】11. （1分） (2019高一上·河北月考) 对于万有引力定律的表达式，下面说法中正确的是（）A . 公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B . 当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C . m1与m2受到的引力总是大小相等的，而与m1 ， m2是否相等无关D . m1与m2受到的引力总是大小相等，方向相反的，是一对平衡力【考点】12. （1分）(2020·山东模拟) 最近几十年，人们对探测火星十分感兴趣，先后发射过许多探测器。
人教版高一物理必修二 6.3 万有引力定律(含解析)
人教版高一物理必修二 6.3万有引力定律（含解析）人教版高一物理必修二第六章第三节6.3万有引力定律（含解析）一、单选题1．有关物理学史，以下说法正确的是( )A．伽利略首创了将实验和逻辑推理相结合的物理学研究方法B．卡文迪许通过库仑扭秤实验总结出点电荷相互作用规律C．法拉第不仅发现电磁感应现象，而且还总结出了电磁感应定律D．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出行星运动的规律并发现了万有引力定律【答案】A【解析】伽利略首创了将实验和逻辑推理相结合的物理学研究方法，选项A正确；库伦通过库仑扭秤实验总结出点电荷相互作用规律，选项B错误；法拉第发现了电磁感应现象，但没有总结出了电磁感应定律，是韦伯和纽曼发现了电磁感应定律，故C错误；开普勒在天文观测数据的基础上，总结出行星运动的规律，牛顿发现了万有引力定律，选项D错误；故选A.2．2018年9月7日将发生海王星冲日现象，海王星冲日是指海王星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与海王星之间。
此时海王星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察。
地球和海王星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，地球一年绕太阳一周，海王星约164.8年绕太阳一周。
则A．地球的公转轨道半径比海王星的公转轨道半径大B．地球的运行速度比海王星的运行速度小C．2019年不会出现海王星冲日现象D．2017年出现过海王星冲日现象【答案】D【解析】地球的公转周期比海王星的公转周期小，根据万有引力提供向心力1 / 122224Mm G m r r T π=，可得：2T =可知地球的公转轨道半径比海王星的公转轨道半径小，故A 错误；根据万有引力提供向心力，有22Mm v G m r r=，解得：v =可知海王星的运行速度比地球的小，故B 错误； T 地＝1年，则T 木＝164.8年，由(ω地－ω木)·t ＝2π，可得距下一次海王星冲日所需时间为： 2 1.01-t πωω=≈地火年，故C 错误、D 正确。
人教版高中物理(必修2)课时作业：第六章 第3节 万有引力定律(附答案)
第三节万有引力定律1．假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力真的是同一种力，同样遵从“____________”的规律，由于月球轨道半径约为地球半径(苹果到地心的距离)的60倍，所以月球轨道上一个物体受到的引力是地球上的________倍．根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动时的加速度(月球______________加速度)是它在地面附近下落时的加速度(____________加速度)的________．根据牛顿时代测出的月球公转周期和轨道半径，检验的结果是____________________．2．自然界中任何两个物体都____________，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与________________________成正比、与__________________________成反比，用公式表示即________________．其中G叫____________，数值为________________，它是英国物理学家______________在实验室利用扭秤实验测得的．3．万有引力定律适用于________的相互作用．近似地，用于两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时；特殊地，用于两个均匀球体，r是________间的距离．4．关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是()A．不能看做质点的两物体间不存在相互作用的引力B．只有能看做质点的两物体间的引力才能用F＝Gm1m2r2计算C．由F＝Gm1m2r2知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大D．万有引力常量的大小首先是由牛顿测出来的，且等于6.67×10－11N·m2/kg25．对于公式F＝G m1m2r2理解正确的是()A．m1与m2之间的相互作用力，总是大小相等、方向相反，是一对平衡力B．m1与m2之间的相互作用力，总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力C．当r趋近于零时，F趋向无穷大D．当r趋近于零时，公式不适用6．要使两物体间的万有引力减小到原来的14，下列办法不可采用的是( )A ．使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14，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14【概念规律练】知识点一 万有引力定律的理解1．关于万有引力定律的适用范围，下列说法中正确的是( ) A ．只适用于天体，不适用于地面上的物体B ．只适用于球形物体，不适用于其他形状的物体C ．只适用于质点，不适用于实际物体D ．适用于自然界中任何两个物体之间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 .14F B ．4F C .116F D ．16F 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它在地球上所受万有 引力的( ) A ．0.25倍 B ．0.5倍 C ．2.0倍 D ．4.0倍 知识点二 用万有引力公式计算重力加速度4．设地球表面重力加速度为g 0，物体在距离地心4R(R 是地球的半径)处，由于地球的 作用而产生的加速度为g ，则g/g 0为( ) A ．1 B ．1/9 C ．1/4 D ．1/165．假设火星和地球都是球体，火星质量M 火和地球质量M 地之比为M 火M 地＝p ，火星半径R火和地球半径R 地之比R 火R 地＝q ，那么离火星表面R 火高处的重力加速度g 火h 和离地球表面 R 地高处的重力加速度g 地h 之比g 火hg 地h＝________.【方法技巧练】一、用割补法求解万有引力的技巧 6．有一质量为M 、图1半径为R 的密度均匀球体，在距离球心O 为2R 的地方有一质量为m 的质点，现在从M中挖去一半径为R2的球体，如图1所示，求剩下部分对m 的万有引力F 为多大？二、万有引力定律与抛体运动知识的综合7．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．(取地球 表面重力加速度g ＝10m /s 2，空气阻力不计) (1)求该星球表面附近的重力加速度g ′.(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R 星∶R 地＝1∶4，求该星球的质量与地球质量之比M 星∶M 地．8．宇航员站在某一星球距离表面h 高度处，以初速度v 0沿水平方向抛出一个小球，经 过时间t 后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R ，引力常量为G ，求： (1)该星球表面重力加速度g 的大小； (2)小球落地时的速度大小； (3)该星球的质量．1．下列关于万有引力定律的说法中，正确的是( ) A ．万有引力定律是牛顿发现的B ．F ＝G m 1m 2r2中的G 是一个比例常数，是没有单位的C ．万有引力定律适用于任意质点间的相互作用D ．两个质量分布均匀的分离的球体之间的相互作用力也可以用F ＝Gm 1m 2r 2来计算，r 是两球体球心间的距离2．下列关于万有引力的说法中正确的是( )A ．万有引力是普遍存在于宇宙空间中所有具有质量的物体之间的相互作用力B ．重力和引力是两种不同性质的力C ．当两物体间有另一质量不可忽略的物体存在时，则这两个物体间的万有引力将增大D ．当两物体间距离为零时，万有引力将无穷大3．下列关于万有引力定律的说法中，正确的是( )①万有引力定律是卡文迪许在实验室中发现的 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 ＝G Mmr 2中的r 是两质点间的距离 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 ④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 ．①③B ．②④C ．②③D ．①④4．苹果自由落向地面时加速度的大小为g ，在离地面高度等于地球半径处做匀速圆周运动的人造卫星的向心加速度为( ) A ．gB .12g C .14g D ．无法确定 5．在某次测定引力常量的实验中，两金属球的质量分别为m 1和m 2，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 .Fr m 1m 2B .Fr 2m 1m 2C .m 1m 2FrD .m 1m 2Fr26．设想把质量为m 的物体放到地球的中心，地球质量为M ，半径为R ，则物体与地球 间的万有引力是( ) A ．零 B ．无穷大C ．G Mm R2 D ．无法确定7．月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的16，一个质量为600kg 的飞行器到达月球后( )A ．在月球上的质量仍为600kgB ．在月球表面上的重力为980NC ．在月球表面上方的高空中重力小于980ND ．在月球上的质量将小于600kg8．如图2所示，两个半径分别为r 1＝0.40m ，r 2＝0.60m ，质量分布均匀的实心球质量 分别为m 1＝4.0kg 、m 2＝1.0kg ，两球间距离r 0＝2.0m ，则两球间的相互引力的大小为(G＝6.67×10－11N ·m 2/kg 2)( )图2A ．6.67×10－11N B ．大于6.67×10－11NC ．小于6.67×10－11N D ．不能确定9．据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍， 一个在地球表面重力为600N 的人在这个行星表面的重力将变为960N ．由此可推知， 该行星的半径与地球半径之比约为( )10.火星半径为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的19.一位宇航员连同宇航服在地球上的质量为100kg ，则在火星上其质量为________kg ，重力为________N ．(g 取9.8m /s 2) 11．假设地球自转速度达到使赤道上的物体能“飘”起来(完全失重)．试估算一下，此 时地球上的一天等于多少小时？(地球半径取6.4×106m ，g 取10m /s 2)12．如图3所示，图3火箭内平台上放有测试仪，火箭从地面启动后，以加速度g2竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪对平台的压力为启动前压力的1718.已知地球半径为R ，求火箭此时离地面的高度．(g 为地面附近的重力加速度)第3节 万有引力定律课前预习练 1．平方反比1602 公转的向心 自由落体 1602遵从相同的规律 2．相互吸引 物体的质量m 1和m 2的乘积 它们之间距离r 的二次方 F ＝G m 1m 2r2 引力常量 6.67×10－11N·m 2/kg 2卡文迪许3．质点 球心 4．C [任何物体间都存在相互作用的引力，故称万有引力，A 错；两个质量均匀的球体间的万有引力也能用F ＝Gm 1m 2r 2来计算，B 错；物体间的万有引力与它们距离r 的二次方成反比，故r 减小，它们间的引力增大，C 对；引力常量G 是由卡文迪许精确测出的，D 错．] 5．BD [两物体间的万有引力是一对相互作用力，而非平衡力，故A 错，B 对；万有引力公式F ＝G m 1m 2r 2只适用于质点间的万有引力计算，当r →0时，物体便不能再视为质点，公式不适用，故C 错，D 对．]6．D课堂探究练 1．D2．D [小铁球间的万有引力F ＝G m 2(2r )2＝Gm 24r 2大铁球半径是小铁球半径的2倍，其质量为小铁球m ＝ρV ＝ρ·43πr 3大铁球M ＝ρV ′＝ρ·43π(2r )3＝8·ρ·43πr 3＝8m所以两个大铁球之间的万有引力F ′＝G 8m ·8m (4r )2＝16·Gm 24r 2＝16F .]点评 运用万有引力定律时，要准确理解万有引力定律公式中各量的意义并能灵活运用．本题通常容易出现的错误是考虑两球球心距离的变化而忽略球体半径变化而引起的质量变化，从而导致错误．3．C [由万有引力定律公式，在地球上引力F ＝G MmR 2，在另一星球上引力F ′＝GM ′m R ′2＝G M 2m (R 2)2＝2G Mm R 2＝2F ，故C 正确．]点拨 利用万有引力定律分别计算宇航员在地球表面和星球表面所受到的万有引力，然后比较即可得到结果．4．D [地球表面：G Mm R 2＝mg 0.离地心4R 处：G Mm (4R )2＝mg 由以上两式得：g g 0＝(R 4R )2＝116.]点评 (1)切记在地球表面的物体与地心的距离为R .(2)物体在离地面h 高度处，所受的万有引力和重力相等，有mg ＝GMm(R ＋h )2.所以g 随高度的增加而减小，不再等于地面附近的重力加速度．(3)通常情况下，处在地面上的物体，不管这些物体是处于何种状态，都可以认为万有引力和重力相等，但有两种情况必须对两者加以区别：一是从细微之处分析重力与万有引力大小的关系，二是物体离地面高度与地球半径相比不能忽略的情况．5.p q2 解析 距某一星球表面h 高处的物体的重力，可认为等于星球对该物体的万有引力，即mg h ＝G M 星m(R ＋h )2，解得距星球表面h 高处的重力加速度为g h ＝G M 星(R ＋h )2.故距火星表面R 火高处的重力加速度为g火h＝G M 火(2R 火)2，距地球表面R 地高处的重力加速度为g 地h＝G M 地(2R 地)2，以上两式相除得g 火h g 地h ＝M 火M 地·R 2地R 2火＝pq 2.点评 对于星球表面上空某处的重力加速度g h ＝G M 星(R ＋h )2，可理解为g h 与星球质量成正比，与该处到星球球心距离的二次方成反比．6.7GMm 36R 2解析 一个质量均匀分布的球体与球外的一个质点间的万有引力可以用公式F ＝G mMr 2直接进行计算，但当球体被挖去一部分后，由于质量分布不均匀，万有引力定律就不再适用．此时我们可以用“割补法”进行求解．设想将被挖部分重新补回，则完整球体对质点m 的万有引力为F 1，可以看做是剩余部分对质点的万有引力F 与被挖小球对质点的万有引力F 2的合力，即F 1＝F ＋F 2.设被挖小球的质量为M ′，其球心到质点间的距离为r ′.由题意知M ′＝M 8，r ′＝3R2；由万有引力定律得F 1＝G Mm (2R )2＝GMm 4R 2F 2＝G M ′m r ′2＝G M 8m (32R )2＝GMm18R 2故F ＝F 1－F 2＝7GMm36R 2.方法总结 本题易错之处为求F 时将球体与质点之间的距离d 当做两物体间的距离，直接用公式求解．求解时要注意，挖去球形空穴后的剩余部分已不是一个均匀球体，不能直接运用万有引力定律公式进行计算，只能用割补法．7．(1)2m/s 2 (2)1∶80解析 (1)依据竖直上抛运动规律可知，地面上竖直上抛物体落回原地经历的时间为：t ＝2v 0g在该星球表面上竖直上抛的物体落回原地所用时间为：5t ＝2v 0g ′所以g ′＝15g ＝2m/s 2(2)星球表面物体所受重力等于其所受星体的万有引力，则有mg ＝G MmR2所以M ＝gR 2G可解得：M 星∶M 地＝1∶80. 8．(1)2ht2 (2)v 20＋4h 2t2(3)2hR 2Gt2解析 (1)由平抛运动的知识知，在竖直方向小球做自由落体运动，h ＝12gt 2所以g ＝2ht 2.(2)水平方向速度不变v x ＝v 0 竖直方向做匀加速运动v y ＝gt ＝2ht所以落地速度v ＝v 2x ＋v 2y ＝v 20＋4h 2t2(3)在星球表面，物体的重力和所受的万有引力相等．故有：mg ＝G Mm R2所以M ＝gR 2G ＝2hR 2Gt2课后巩固练1．ACD [万有引力定律是牛顿在前人研究的基础上发现的，据F ＝G m 1m 2r 2知G 的国际单位是N·m 2/kg 2，适用于任何两个物体之间的相互引力作用．]2．A [两物体间万有引力大小只与两物体质量的乘积及两物体间的距离有关，与存不存在另一物体无关，所以C 错．若间距为零时，公式不适用，所以D 错．]3．C4．C [地面处：mg ＝G Mm R 2，则g ＝GMR2离地面高为R 处：mg ′＝G Mm (2R )2，则g ′＝GM4R 2所以g ′g ＝14，即g ′＝14g ，C 正确．]5．B [由万有引力定律F ＝G m 1m 2r 2得G ＝Fr 2m 1m 2，所以B 项正确．]6．A [设想把物体放到地球中心，此时F ＝G Mmr 2已不适用，地球的各部分对物体的吸引力是对称的，故物体与地球间的万有引力是零，答案为A.]7．ABC [物体的质量与物体所处的位置及运动状态无关，故A 对，D 错；由题意可知，物体在月球表面上受到的重力为地球表面上重力的16，即F ＝16mg ＝16×600×9.8N ＝980N ，故B 对；由F ＝Gm 1m 2r 2知，r 增大时，引力F 减小．在星球表面，物体的重力可近似认为等于物体所受的万有引力，故C 对．]点评 物体的质量是物体所含物质的多少，与物体所处的位置和物体的运动状态无关；在星球表面，物体的重力可认为等于物体所受的万有引力，与物体和星球的质量及二者的相对位置有关．8．C [此题中为两质量分布均匀的球体，r 是指两球心间的距离，由万有引力定律公式得F ＝Gm 1m 2r 2＝6.67×10－11×4.0×1.0(2.0＋0.40＋0.60)2N ＝2.96×10－11N<6.67×10－11N ，故选C.对公式F ＝G m 1m 2r2的各物理量的含义要弄清楚．两物体之间的距离r ：当两物体可以看成质点时，r 是指两质点间距离；对质量分布均匀的球体，r 是指两球心间距离．]9．B [设地球质量为m ，则“宜居”行星质量为M ，则M ＝6.4m .设人的质量为m ′，地球的半径为R 地，“宜居”行星的半径为R ，由万有引力定律得，地球上G 地＝G mm ′R 2地“宜居”行星上G ′＝G Mm ′R 2＝G 6.4mm ′R 2两式相比得RR 地＝6.4G 地G ′＝ 6.4×600960＝21.] 10．100 436解析 地球表面的重力加速度g 地＝GM 地R 2地① 火星表面的重力加速度g 火＝GM 火R 2火②由①②得g 火＝R 2地M 火R 2火M 地·g 地＝22×19×9.8m /s 2≈4.36 m/s 2，物体在火星上的重力mg 火＝100×4.36N＝436N.11．1.4h解析 物体刚要“飘”起来时，还与地球相对静止，其周期等于地球自转周期，此时物体只受重力作用，物体“飘”起来时，半径为R 地，据万有引力定律有mg ＝GMm R 2地＝m 4π2T 2R 地 得T ＝4π2R 地g ＝4π2×6.4×10610s ＝5024s ＝1.4h. 12.R 2解析 在地面附近的物体，所受重力近似等于物体受到的万有引力，即mg ≈G Mm R2，物体距地面一定高度时，万有引力定律中的距离为物体到地心的距离，重力和万有引力近似相等，故此时的重力加速度小于地面上的重力加速度．取测试仪为研究对象，其先后受力如图甲、乙所示．据物体的平衡条件有F N1＝mg 1，g 1＝g所以F N1＝mg据牛顿第二定律有F N2－mg 2＝ma ＝m ·g 2所以F N2＝mg 2＋mg 2 由题意知F N2＝1718F N1，所以mg 2＋mg 2＝1718mg 所以g 2＝49g ，由于mg ≈G Mm R 2，设火箭距地面高度为H ，所以mg 2＝G Mm (R ＋H )2 又mg ＝G Mm R2 所以49g ＝gR 2(R ＋H )2，H ＝R 2.。
人教版 必修二 第六章 第三节《万有引力定律》学案+练案+答案
第六章 万有引力与航天6.3 《万有引力定律》学案【课标要求】1．了解万有引力定律得出的思路和过程，理解万有引力定律的含义，掌握万有引力定律的公式； 2．知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。
3．、理解地面上物体所受的重力与天体间的引力是同一性质的力，即服从平方反比定律的万有引力。
记住引力常量G 并理解其内涵。
4．要在思路上明确牛顿是在椭圆轨道下证明了万有引力定律。
【重点难点】1．万有引力定律的建立过程、内容及表达公式2．地面上的物体所受的重力与天体间的引力是同种性质的力【课前预习】1．假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力真的是同一种力，同样遵从，那么，由于月球轨道半径约为地球半径的60倍，所以月球轨道上一个物体受到的引力是在地球上的倍。
根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动的加速度(月球加速度)是它在地面附近下落时的加速度(加速度)的倍。
根据牛顿时代测出的月球公转周期和轨道半径，检验的结果是，与，真的是同一种力。
2．自然界中任何两个物体都，引力的大小与正比，与成反比。
其中G 叫，数值为，它是英国物理学家在实验室利用扭秤实验测得的。
3．万有引力定律的发现，是17世纪自然科学最伟大的成果之一。
它把地面上规律和规律统一了起来，对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。
它第一次揭示了规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。
[探究与生成] [问题1]月－地检验[教师点拨]拉住月球使它围绕地球运动的力，与拉着苹果下落的力以及地球、众行星与太阳之间的作用力是同一种力，遵循相同的规律，也就是说我们上节课所学习的天体间引力的规律是具有普遍性的。
例1．地面附近的重力加速度g =9.8m/s 2，月球绕地球运动的周期为27.3天，地球半径为R =6.4×106m ，月球与地球之间的距离r=3.8×108m （即 r=60R ），求月球绕地球运动的加速度a 月为地面重力加速度g 的多少倍？【解析】由r 2ω=月a ，Tπω2=， 得 r 422Ta π=月代入数据解得： ()224-232822r 601107.2g /1069.2/m 108.33600243.2714.34⎪⎭⎫⎝⎛=≈⨯=⨯≈⨯⨯⨯⨯⨯=-R a s m s a 月月所以有：通过计算，证明了课本上提出的假设，即地球对月球的力与地球使苹果自由下落的力的是同一种力，都遵守“平方反比”的规律。
2017人教版高中物理必修二第六章第3节《万有引力定律》同步练习
6、3 万有引力定律建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题(本题包括8小题,每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分,共48分)1对于质量为与质量为的两个物体间的万有引力的表达式 ,下列说法正确的就是( )Ａ、公式中的就是引力常量,它就是由实验得出的,而不就是人为规定的Ｂ、当两物体间的距离趋于零时,万有引力趋于无穷大Ｃ、与所受引力大小总就是相等的Ｄ、两个物体间的引力总就是大小相等、方向相反的,就是一对平衡力2万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律、以下说法正确的就是( ) Ａ、物体的重力不就是地球对物体的万有引力引起的Ｂ、人造地球卫星离地球越远,受到地球的万有引力越大Ｃ、人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供Ｄ、宇宙飞船内的宇航员处于失重状态就是由于没有受到万有引力的作用3、设想把物体放到地球中心,则此物体与地球间的万有引力为( )Ａ、零Ｂ、无穷大Ｃ、某一有限值Ｄ、无法确定４、对于质量为与质量为的两个物体间的万有引力的表达式 ,下列说法正确的就是( )Ａ、公式中的就是引力常量,它就是由实验得出的,而不就是人为规定的Ｂ、当两物体间的距离趋于零时,万有引力趋于无穷大Ｃ、与所受引力大小总就是相等的Ｄ、两个物体间的引力总就是大小相等,方向相反的,就是一对平衡力5两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起时,它们之间的万有引力为、若两个半径２倍于小铁球的实心大铁球紧靠在一起,则它们之间的万有引力为( )Ａ、Ｂ、4Ｃ、Ｄ、6设地球的质量为,赤道半径为,自转周期为,则地球赤道上质量为的物体所受重力的大小为(式中为万有引力常量)( )Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、7、在离地面距离等于地球半径的3倍(设地球表面重力加速度为)处,由于地球的作用而产生的加速度为,则为( )Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、8、陨石落向地球就是因为( )Ａ、陨石对地球的吸引力远小于地球对陨石的吸引力,所以陨石落向地球Ｂ、陨石对地球的吸引力与地球对陨石的吸引力大小相等,但陨石质量小、加速度大,所以改变运动方向落向地球Ｃ、太阳不再吸引陨石,所以陨石落向地球Ｄ、陨石就是受到其她星球的斥力落向地球的二、填空题(本题共3小题,9题6分,10题6分,11题8分,共20分)9、火星半径就是地球半径的一半,火星质量约为地球质量的,那么地球表面质量为的物体受到地球的吸引力约为火星表面同质量物体受到火星引力的倍、10、设想通过地心将地球打穿一个洞,从洞的一端静止的放入一个比洞的直径小一些的球,那么此球在洞中的运动情况就是、11、火星的半径就是地球半径的,火星质量就是地球质量的,忽略火星与地球的自转,如果地球上质量为的人到火星上去,则此人在火星表面的质量就是 ,所受的重力就是 ;在火星表面由于火星的引力产生的加速度就是、在地球表面上可举起杠铃的人,到火星上用同样的力可举起的质量就是、三、计算题(本题共2小题,每小题16分,共32分、解答时应写出必要的文字说明、方程式与重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分、有数值计算的题,答案中必须明确写出数值与单位)12、某星球的质量约为地球的倍,半径约为地球的一半、若从地球上高处平抛一物体,射程为、则在该星球上,从同样高度,以同样的初速度平抛同一物体,射程变为多少？13、有一质量为、半径为的密度均匀球体,在距离球心为的地方有一质量为的质点,现从中挖去一半径为的球体时,如图1所示,求剩下部分对的万有引力为多大？图16、3 万有引力定律得分:一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8答案二、填空题9、10、11、三、计算题12、13、6、3 万有引力定律参考答案一、选择题1、解析:万有引力定律只适用于两质点间的作用,当两物体间距时,两物体就不能瞧作质点,万有引力定律不适用2、解析:物体的重力就是由地球的万有引力产生的,万有引力的大小与质量成正比,与距离的平方成反比,所以、错;人造地球卫星绕地球运动的向心力就是由万有引力提供的,宇宙飞船内的宇航员处于失重状态就是因为宇航员受到的万有引力全部用来提供宇航员做圆周运动所需的向心力3、解析:不可用求此时的万有引力,因为→时,物体不可视为质点,公式不再适用,可把地球分成无数个质点,每一个点关于物体有一个对称质点,两者对物体的万有引力的合力为零,从而选、4、解析:由基本概念,万有引力定律及其适用条件逐项判断、引力常量值就是英国物理学家卡文迪许运用构思巧妙的“精密”扭秤实验第一次测定出来的,所以选项正确、两个物体之间有万有引力就是一对作用力与反作用力,它们总就是大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上,所以选项正确、点拨:由于对万有引力定律只适用于质点这一条件缺乏深刻理解(或根本上不注意适用条件),所以不能认识当两物体间的距离趋于零时,这两个物体不能瞧做质点,万有引力定律不适用于此种情况,盲目套用定律错选、5、解析:小铁球之间的万有引力为:大球半径就是小铁球的２倍,其质量分别为:小铁球、大铁球故两个大铁球间的万有引力为:、点拨:要准确理解万有引力定律公式中各量的物理意义并能灵活应用、本题准确判定小球与大球的质量、球心距离关系就是关键、6、解析:赤道上的物体因随地球自转而处于失重状态,故、故选项Ｃ正确、7、解析:本题考查万有引力定律的简单应用、地球表面处的重力加速度与在离地心高处的加速度均由地球对物体的万有引力产生,所以有,所以、点拨:关键弄清加速度产生的原因:万有引力、8、解析:两个物体间的万有引力就是一对作用力与反作用力,它们大小相等方向相反,万有引力在任何情况下均存在,故、、均错误,陨石落向地面就是由于陨石质量与地球质量相比很小,故运动状态易改变且加速度大,故正确、二、填空题9、解析:设火星质量为,地球质量为,火星半径为,地球半径为,则由得、10、从放入端开始向地心做加速运动,从地心开始向另一端做减速运动,到另一端速度变为零,接下来,从另一端向地心做加速运动,到地心后改做减速运动,回到放入端时速度变为零,然后重复上面的运动、解析:小球在洞的两端时,地球的质量认为集中在地心,小球受引力指向地心、当小球运动到地心时,地球分为上下两部分,这两部分对小球的引力之与为零、11、解析:人在地球上质量为,到火星上质量仍为,忽略自转时,火星(地球)对物体的引力就就是物体在火星(地球)上所受的重力,则人在火星上所受的重力为:火星表面的重力加速度为、人在地球表面与火星表面用同样的力,举起物体的重力相等、放在火星上能举起物体的质量为,则有:方法点拨:此时应注意隐含条件:人在不同星球举力(即举起物体的重力)就是相等的、三、计算题12、解析:物体做平抛运动,两次水平射程不同,就是因为星球不同,即星球表面的重力加速度不同、设物体抛出时初速度为,则在地球上有:水平方向: 竖直方向:又、在星球上有:水平方向: 竖直方向:又、由以上各式得、13、解析:一个质量均匀分布的球体与球外的一个质点间的万有引力可以用公式直接进行计算,但当球体被挖去一部分后,由于质量分布不均匀,万有引力定律就不再适用、此时我们可以用“割补法”进行求解、设想将被挖部分重新补回,则完整球体对质点的引力为,可以瞧作就是剩余部分对质点的引力与被挖小球对质点的引力的合力,即、设被挖小球的质量为,其球心到质点间的距离为、由题意,知,;由万有引力定律,得: ; ;故:本资料由书利华教育网(www、shulihua、net)为您整理,全国最大的免费教学资源网。
6.3 万有引力定律 —人教版高中物理必修2同步练习
人教版 物理必修2第六章《万有引力与航天》同步强化6.3 万有引力定律1．关于万有引力定律F ＝G m 1m 2r2，下列说法中正确的是( )A ．牛顿是在开普勒揭示的行星运动规律的基础上，发现了万有引力定律，因此万有引力定律仅适用于天体之间B ．卡文迪许首先用实验比较准确地测定了引力常量G 的数值C ．两物体各自受到对方的引力的大小不一定相等，质量大的物体受到的引力也大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 【答案】：B【解析】：万有引力定律适用于所有物体间，A 、D 错；根据物理史可知卡文迪许首先用实验比较准确地测定了引力常量G 的数值，B 对；两物体各自受到对方的引力的大小遵循牛顿第三定律，C 错。
2．关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是( ) A ．不能看做质点的两物体间不存在相互作用的引力 B ．只有能看成质点的两物体间的万有引力才能用F ＝Gm 1m 2r 2来计算 C ．由F ＝Gm 1m 2r 2知，两物体间距离r 减小时，它们间的引力增大D ．万有引力常量大小首先是牛顿测出来的，等于6.67×10－11N·m 2/kg 2【答案】：BC【解析】：根据万有引力公式的适用范围，可知只有能看成质点的两物体间的万有引力才能用，由F ＝Gm 1m 2r2知，两物体间距离r 减小时，它们间的引力增大，故选BC 。
3．万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律，以下说法正确的是( ) A ．物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的 B ．人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大 C ．人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供 D ．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用 【答案】：C【解析】：重力的定义为由于地球的吸引(万有引力)，而使物体受到的力，故A 错误；根据F 万＝GMm r 2可知卫星离地球越远，受到的万有引力越小，故B 错误；卫星绕地球做圆周运动，其所需的向心力由万有引力提供，故项C 正确；宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于万有引力用来提供他做圆周运动所需要的向心力，故D 错误。
人教版高中物理必修二高一《6-3万有引力定律》同步测试(3)
（精心整理，诚意制作）［要点导学］1．牛顿经过长期的研究思考，提出了他的假想：行星与太阳间的引力、地球吸引月球的力以及地球表面物体所受到的引力都是同一种性质的力，遵循同一个规律，即它们的大小都与距离的二次方成反比。
2．“月—地检验”将月球的向心加速度与地面附近的重力加速度进行比较，证明了地球对它表面附近物体的引力与地球对月球的引力以及太阳和行星间的引力符合同样的规律，是同一种力。
“月—地检验”的过程，应用了“猜想假设—实验（事实）验证”的科学思想方法。
“月—地检验”基本思路是：月球到地心的距离是地面上物体到地心距离（地球半径）的60倍，如果月球受到地球的引力与地面上物体受到的力是同一种力，也就是引力的大小与距离的二次方成反比，那么月球的向心加速度应该是地面上物体重力加速度的1/602。
牛顿通过计算，证实了他的假想，进而提出了万有引力定律。
3．万有引力定律的内容是：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。
其数学表达式是_______________。
万有引力定律的发现，证明了天体运动和地面上运动遵守共同的力学原理，实现了天地间力学的大综合，第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用规律。
这是人类认识历史上的一个重大飞跃。
万有引力在天体运动中起着主要作用，在宇宙探索研究中有很重要的应用。
万有引力定律适用于计算两个质点间的万有引力，对于质量均匀分布的球体，仍可以用万有引力定律，公式中的r为球心之间的距离。
另外当两个物体间的距离比它们自身的尺寸大得多的时候，可以把两个物体当作质点，应用万有引力定律进行计算。
当研究物体不能看成质点时，可把物体假想分割成无数个质点，求出一个物体上每个质点与另一物体上每一个质点的万有引力然后求合力。
4．卡文迪许扭秤实验证明了万有引力的存在及正确性，并使得万有引力定律可以定量计算，推动了天文学的发展。
充分体现了实验对物理学发展的意义。
人教版高中物理必修二万有引力定律训练题(带答案)
题组一对万有引力定律的理解1.关于万有引力定律和引力常量的发现,下面说法中正确的是( )A.万有引力定律是由开普勒发现的,而引力常量是由伽利略测定的B.万有引力定律是由开普勒发现的,而引力常量是由卡文迪许测定的C.万有引力定律是由牛顿发现的,而引力常量是由胡克测定的D.万有引力定律是由牛顿发现的,而引力常量是由卡文迪许测定的解析:根据物理学史可知,牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许测定了引力常量,故D正确。
答案:D2.下列力中,属于万有引力的是( )A.月亮与地球之间的吸引力B.起重机钢绳吊起重物的力C.两个带异种电荷的带电体之间的吸引力D.两个异名磁极之间的吸引力解析:起重机钢绳吊起重物的力属于弹力;电荷之间的作用力和磁极之间的作用力属于电磁力;月亮与地球之间的吸引力属于万有引力。
A项正确。
答案:A3.关于万有引力的说法,正确的是( )A.万有引力只是宇宙中各天体之间的作用力B.万有引力是宇宙中具有质量的物体间普遍存在的相互作用力C.地球上的物体以及地球附近的物体除受到地球对它们的万有引力外还受到重力作用D.太阳对地球的万有引力大于地球对太阳的万有引力解析:万有引力存在于任何两个有质量的物体之间,且遵循牛顿第三定律,故A、D 错误,B正确;重力是万有引力的一个分力,C错误。
答案:B4.重力是由万有引力产生的,以下说法中正确的是 ( )A. 同一物体在地球上任何地方其重力都一样B.物体从地球表面移到高空中,其重力变大C.同一物体在赤道上的重力比在两极处小些D.绕地球做圆周运动的飞船中的物体处于失重状态,不受地球的引力解析:重力是万有引力的分力,只有在地球的两极重力才与万有引力相等,其他地方重力都小于万有引力,同一物体在地球上的不同地方其重力并不相等,A错,C对;由mg≈F=G可知,把物体从地球表面移到高空中,其重力将变小,B错;绕地球做圆周运动的飞船中的物体仍受地球的引力作用,D错。
答案:C题组二万有引力定律的简单应用5.如图所示,两球的半径小于R,两球质量均匀分布,质量为m1、m2,则两球间的万有引力大小为 ( )A.GB.GC.GD.G解析:由万有引力定律公式中“r”的含义应为两球球心之间的距离得,其距离为R1+R2+R,故两球之间的万有引力为G。