2016-2017学年高中物理 第6章 万有引力与航天新人教版必修2_1

1 第 2节 太阳与行星间的引力 基础夯实 一、选择题(13 题为单选题，46 题为多选题) 1在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星 对太阳的引力表达式，是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是 ( )导 学 号 00820209 A研究对象的选取 B理想化过程 C控制变量法 D等效法 答案：D 解析：对于太阳与行星之间的相互作用力，太阳和行星的地位完全相同，既然太阳对 行星的引力符合关系式 F ，依据等效法，行星对太阳的引力也符合关系式 F ，故 m星r2 m日r2 D项正确。 2太阳对地球有相当大的引力，地球对太阳也有引力作用，为什么它们不靠在一起？ 其原因是 ( )导 学 号 00820210 A太阳对地球的引力与地球对太阳的引力，这两个力大小相等、方向相反、互相平衡 B太阳对地球的引力还不够大 C不仅太阳对地球有引力作用，而且太阳系里其他星球对地球也有引力，这些力的合 力为零 D太阳对地球引力不断改变地球的运动方向，使得地球绕太阳运行 答案：D 解析：根据牛顿第三定律：力的作用是相互的，作用力和反作用力分别作用在两个物 体上，不能相互抵消。受力情况决定运动情况。太阳对地球的引力提供向心力，不断改变 地球的运动方向。故正确答案为 D。 3地球的质量是月球质量的 81倍，若地球吸引月球的力的大小为 F，则月球吸引地 球的力的大小为 ( )导 学 号 00820211 A F/81 B F C9 F D81 F 答案：B 解析：根据牛顿第三定律，力的作用是相互的，且作用力与反作用力总是大小相等、 方向相反。 4下列说法正确的是 ( )导 学 号 00820212 A研究物体的平抛运动是根据物体所受的力去探究物体的运动情况 B研究物体的平抛运动是根据物体的运动去探究物体的受力情况 2 C研究行星绕太阳的运动是根据行星的运动去探究它的受力情况 D研究行星绕太阳的运动是根据行星的受力情况去探究行星的运动情况 答案：AC 解析：平抛运动是初速度沿水平方向，物体只在重力作用下的运动，是根据物体所受 的力去探究物体运动的规律。而行星绕太阳的运动规律是观测得出的，是根据行星绕太阳 的运动规律探究行星的受力情况。 5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 ( )导 学 号 00820213 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 答案：AD 解析：牛顿认为任何方式改变速度都需要力(这种力存在于任何两物体之间)，行星沿 圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点的力，这个力是太阳对它的引力。 6关于太阳与行星间引力 F G ，下列说法中正确的是 ( ) Mmr2 导 学 号 00820214 A公式中的 G是引力常量，是人为规定的 B这一规律可适用于任何物体间的引力 C太阳与行星的引力是一对平衡力 D检验这一规律是否适用于其他天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性 答案：BD 解析：公式中的 G是由相互作用力的性质决定的，不是人为规定的；理论推理的结果 是否具有普遍性要通过应用于实际问题来检验。 二、非选择题 7已知太阳的质量为 M，地球的质量为 m1，月球的质量为 m2，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之间，如图所示。设月亮到太阳的 距离为 a，地球到月亮的距离为 b，则太阳对地球的引力 F1和对月亮的吸引力 F2的大小之 比为多少？ 导 学 号 00820215 答案： m1a2m2 a b 2 解析：由太阳对行星的引力满足 F 知 mr2 太阳对地球的引力 3 F1 G Mm1 a b 2 太阳对月亮的引力 F2 G Mm2a2 故 F1/F2 m1a2m2 a b 2 能力提升 一、选择题(13 题为单选题，4、5 题为多选题) 1在地球赤道上的 A点处静止放置一个小物体，现在设想地球对小物体的引力突然消 失，则在数小时内小物体相对地面 A处来说，将 ( )导 学 号 00820216 A原地不动，物体对地面的压力消失 B向上并逐渐偏向西飞去 C向上并逐渐偏向东飞去 D一直垂直向上飞去 答案：B 解析：由于地球对物体的引力，物体与地球保持相对静止；地球在自西向东转动，物 体也是这样，且越靠近地球，物体转动的角速度越大。一旦地球对物体的引力突然消失， 这个物体就会做离心运动，故选 B。 2关于太阳对行星的引力，下列说法中正确的是 ( )导 学 号 00820217 A太阳对行星的引力提供行星做匀速圆周运动的向心力，因此有 F m ，由此可知， v2r 太阳对行星的引力 F与太阳到行星的距离 r成反比 B太阳对行星的引力提供行星绕太阳运动的向心力，因此有 F m ，由此可知，太 v2r 阳对行星的引力 F与行星运行速度的二次方成正比 C太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成 反比 D以上说法均不对 答案：C 解析：不同行星运动的半径不同，线速度也不同，由公式 F m 无法判断 F与 v、 r v2r 的关系，A、B 错误。由向心力表达式 F 和 v、 T的关系式 v 得 F ，根据 mv2r 2 rT 4 2mrT2 开普勒第三定律 k得 T2 ，联立以上两式有 F ，故太阳对不同行星的引力， r3T2 r3k 4 2kmr2 与行星的质量成正比，与行星和太阳间距离的二次方成反比，C 正确，D 错误。 4 3对于太阳与行星间的引力表达式 F G ，下列说法错误的是 ( ) Mmr2 导 学 号 00820218 A公式中的 G为比例系数，与太阳、行星均无关 B M、 m彼此受到的引力总是大小相等 C M、 m彼此受到的引力是一对平衡力，合力等于 0， M和 m都处于平衡状态 D M、 m彼此受到的引力是一对作用力与反作用力 答案：C 解析：太阳与行星间的引力是两物体因质量而引起的一种力，分别作用在两个物体上， 是一对作用力与反作用力，不能进行合成，故 B、D 正确，C 错误；公式中的 G为比例系数， 与太阳、行星均没有关系，A 正确。 4下列说法正确的是 ( )导 学 号 00820219 A在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式 ，这个关系式实际上是牛顿 mv2r 第二定律，是可以在实验室中得到验证的 B在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式 v ，这个关系式实际上是 2 rT 匀速圆周运动的一个公式，它是由速度的定义得来的 C在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式 k，这个关系式是开普勒第 r3T2 三定律，是可以在实验室中得到验证的 D在探究太阳对行星的引力规律时使用的三个公式，都是可以在实验室中得到验证的 答案：AB 解析：开普勒第三定律 k是无法在实验室中得到验证的，是开普勒研究天文学家 r3T2 第谷的行星观测记录发现的。 5根据开普勒定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 mr2 力 F ，其中 M、 m、 r分别为太阳的质量、行星的质量和太阳与行星间的距离。下列 Mr2 说法正确的是 ( )导 学 号 00820220 A由 F 和 F 知 F F m M mr2 Mr2 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 答案：BD 解析： F和 F大小相等、方向相反，是作用力与反作用力的关系，太阳对行星的引力 5 提供行星绕太阳做圆周运动的向心力，故正确选项为 B、D。 二、非选择题 6(太原五中 20142015 学年高一下学期测试)开普勒行星运动第三定律指出：行星 绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴 a的三次方与它的公转周期 T的二次方成正比，即 k， k是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推 a3T2 导出太阳