第3章+3.2+万有引力定律+同步练测（教科版必修2）

3.2 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m1和质量为m2 的两个物体间的万有引力的表达式F=Gm1m2r2 ，下列说法正确的是（）.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.当两物体间的距离 r 趋于零时，万有引力趋于无穷大.m1 和 m2 所受引力大小总是相等的.两个物体间的引力总是大小相等、方向相反的，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是（）.物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的.人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大.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.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（）.零 .无穷大.某一有限值 .无法确定.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=Gm1m2r2 ，下列说法正确的是（）.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.当两物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大.m1和m2所受引力大小总是相等的.两个物体间的引力总是大小相等，方向相反的，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F若两个半径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（）.2F .4F. 8F . 16F6. 设地球的质量为M，赤道半径为R，自转周期为T，则地球赤道上质量为m 的物体所受重力的大小为（式中G为万有引力常量）（）.GMmR2来源:Z_xx_k.Com.GMmR22+mR42T22GMmR2-42mRT2 GMmR2+42mRT2 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g0）处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则gg0为（）.1 .19.14 .1168. 陨石落向地球是因为（）.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.陨石对地球的吸引力和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.太阳不再吸引陨石，所以陨石落向地球.陨石是受到其他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. 火星半径是地球半径的一半，火星质量约为地球质量的 19 ，那么地球表面质量为 50 kg 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是 .11. 火星的半径是地球半径的12，火星质量是地球质量的110，忽略火星和地球的自转，如果地球上质量为 60 kg 的人到火星上去，则此人在火星表面的质量是 kg，所受的重力是 N；在火星表面由于火星的引力产生的加速度是 m/s2在地球表面上可举起 60 kg 杠铃的人，到火星上用同样的力可举起的质量是 kg三、计算题（本题共2小题，12题16分，13题16分，共32分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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和单位）12.某星球的质量约为地球的 9 倍，半径约为地球的一半若从地球上高 h 处平抛一物体，射程为 60 m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？来源:学.科.网来源:学#科#网Z#X#X#K13.有一质量为 M、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，现从M 中挖去一半径为 R2 的球体时，如图1所示，求剩下部分对 m 的万有引力 F 为多大？图1来源:学,科,网来源:学&科&网Z&X&X&K3.2 万有引力定律得分： 来源:Z#xx#k.Com一、 选择题题号12345678答案来源:学+科+网来源:学#科#网Z#X#X#K二、填空题9. 10. 11. 三、计算题12.13.来源:Zxxk.Com3.2 万有引力定律 参考答案一、选择题1. AC 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r0时，两物体就不能看作质点，万有引力定律不适用.2. C解析：物体的重力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A、B错；人造地球卫星绕地球运动的向心力是由万有引力提供的，宇宙飞船内的宇航员处于失重状态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. A解析：不可用F=GMmr2求此时的万有引力，因为 r 0 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 A 4. AC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 G 值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A正确两个物体之间有万有引力是一对作用力与反作用力，它们总是大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上，所以选项C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r趋于零时，这两个物体不能看做质点，万有引力定律不适用于此种情况，盲目套用定律错选B5. D解析：小铁球之间的万有引力为：F=Gmm2r2=Gmm4r2大球半径是小铁球的倍，其质量分别为：小铁球m=V= 43 r3大铁球M=V= 43 (2r)3=8 43 r3=8m 故两个大铁球间的万有引力为：F=GMM2R2=G（8m）22r2=16F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、球心距离关系是关键6. C解析：赤道上的物体因随地球自转而处于失重状态，故mg=F万-ma向=GMmR2-42mRT2故选项正确7. D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和在离地心高 4R 处的加速度均由地球对物体的万有引力产生，所以有F=GMmR2=mg，所以gg0=r0r2=R24R2=116点拨：关键弄清加速度产生的原因：万有引力来源:学_科_网8. B解析：两个物体间的万有引力是一对作用力和反作用力，它们大小相等方向相反，万有引力在任何情况下均存在，故A、C、D 均错误，陨石落向地面是由于陨石质量和地球质量相比很小，故运动状态易改变且加速度大，故 B 正确二、填空题9. 94 解析：设火星质量为m1，地球质量为m2，火星半径为r1，地球半径为r2，则由F=Gm1m2r2 得 F2F1=m2m1r12r22=9(12)2=9410.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和为零.11.60 235.2 3.92 150解析：人在地球上质量为 60 kg，到火星上质量仍为60 kg，忽略自转时，火星（地球）对物体的引力就是物体在火星（地球）上所受的重力，则人在火星上所受的重力为：mg火=GM火mR火2=G110M地m14R地2=25mg地=235.2 N. 火星表面的重力加速度为g火=25g地=3.92 m/s2人在地球表面和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m，则有： mg地=mg火 m=g地g火m=9.83.9260 kg=150 kg.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）是相等的.三、计算题12.10 m解析：物体做平抛运动，两次水平射程不同，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v，则在地球上有：水平方向：s0=vt0 竖直方向：t0=2hg0 又GM地mR地2=mg0在星球上有：水平方向：s=vt 竖直方向：t=2hg又GM星mr星2=mg由以上各式得s=s06=10 m13.7GMm36R2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=GMmr2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