高中物理 第6章 万有引力与航天 第3节 万有引力定律课时作业 新人教版必修

系统掌握蕴含其中的马克思主义立场观点方法，要在系统学习、深刻领会、科学把握习近平教育思想上下功夫。精心组织开展学习宣传贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神知识问答活动。第3节 万有引力定律基础夯实一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1(吉林长春外国语学校20152016学年高一下学期检测)下列关于万有引力的说法，正确的有()A物体落到地面上，说明地球对物体有引力，物体对地球没有引力B万有引力定律是开普勒在总结前人研究的基础上发现的C地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的合力都是地球的万有引力DFG中，G是一个比例常数，没有单位答案：C解析：物体间力的作用是相互的，物体落到地面上，地球对物体有引力，物体对地球也存在引力，故A错误；万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的，故B错误；地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的合力都是地球的万有引力，故C正确；国际单位制中质量m、距离r、力F的单位分别是：kg、m、N，根据牛顿的万有引力定律FG，得到G的单位是Nm2/kg2。故D错误。22015年9月3日，纪念中国人民抗日战争胜利70周年阅兵仪式上，18辆武警反恐突击车组成的白色战车方阵接受检阅。假设两辆质量各为1105kg的战车相距1m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一头牛的重力量级答案：B解析：由F引G得F引0667N相当于一个鸡蛋的重力量级。3(河北冀州中学20152016学年高一下学期检测)宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为()A0 BC D 答案：B解析：飞船在距地面高度为h处，由万有引力定律得：mg解得：g，故选B。4关于引力常量G，下列说法中正确的是()AG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1kg的可视为质点的物体相距1m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答案：AC解析：利用G值和万有引力定律不但能“称”出地球的质量，而且可测定远离地球的一些天体的质量、平均密度等，故A正确；引力常量G是一个普遍适用的常量，其物理意义是两个质量都是1kg的质点相距1m时的相互吸引力，它的大小与所选的单位有关，故B、D错误，C正确。5(四川广元市实验中学20142015学年高一下学期检测)对于质量为m1和m2的两个物体间的万有引力FG，下列说法正确的是()A当有第3个物体m3放入m1、m2之间时，m1和m2间的万有引力将保持不变B当两物体间的距离r趋向零时，万有引力趋向无穷大C星球与星球之间才有万有引力，人与人之间没有万有引力D两个物体间的引力总是大小相等，方向相反，是一对作用力与反作用力答案：AD解析：任何两个物体之间均存在万有引力，其大小只与物体的质量和间距有关，故A对C错；当物体间距很小时，公式已不再适用，B错；物体间的相互吸引力是一对作用力与反作用力，D正确。二、非选择题6(太原五中20152016学年高一检测)设地球表面的重力加速度为10m/s2，某同学在地面上用体重计所称体重为500N。假如此同学有幸乘坐一艘宇宙飞船，飞行至距离地面高度为1/4地球半径的某处，此时该同学受到的地球引力大小约为_N；若此同学有幸到距离地面高度为1/16地球半径的宇宙空间站上参观，则在空间站上用体重计所称体重为_N。答案：3200解析：在地球表面mgG，在离地面高度等于h处，mgG，当hR时mgmg320N。在空间站中，由于万有引力全部作为向心力，该同学处于完全失重状态，所以体重计示数为零。7(辽宁师大附中20152016学年高一下学期检测)如图所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面启动后，以加速度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。已知地球半径为R，求火箭此时离地面的高度。(g为地面附近重力加速度)答案：R解析：在地面附近的物体，所受重力近似等于物体所受到的万有引力。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FN1mg1，g1g，当升到某一高度时，根据牛顿第二定律有FN2mg2m，FN2mg2mg，g2g。设火箭距地面高度为H，mg2G，g，HR。能力提升一、选择题(14题为单选题，5题为多选题)1(湖北襄阳市20152016学年高一下学期期中四校联考)英国新科学家(New Scientist)杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R约45km，质量M和半径R的关系满足(其中c为光速，G为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为()A108m/s2 B1010m/s2C1012m/s2 D1014m/s2答案：C解析：黑洞实际为一天体，天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力，对黑洞表面某一质量为m的物体有：Gmg，又有，联立解得g，带入数据得重力加速度的数量级为1012m/s2，故选C。2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64倍，一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N。由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为()A05B2C32D4答案：B解析：若地球质量为M0，则“宜居”行星质量为M64M0，由mgG得：所以2。31990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，该小行星的半径为16km，若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小行星密度与地球相同。已知地球半径R6400km，地球表面重力加速度为g。这个小行星表面的重力加速度为()A400gBgC20gDg答案：B解析：由g，得，gg。4(合肥一中20152016学年高一下学期检测)假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为()A1 B1C2 D 2答案：A解析：设地球的质量为M，地球的密度为，根据万有引力定律可知，地球表面的重力加速度g地球的质量可表示为MR3因质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，所以矿井下以(Rd)为半径的地球的质量为M(Rd)3，解得M()3M则矿井底部处的重力加速度g所以矿井底部处的重力加速度和地球表面处的重力加速度之比1，选项A正确，选项B、C、D错误。5目前，中国正在实施“嫦娥一号”登月工程，已知月球上没有空气，重力加速度为地球的，假如你登上月球，你能够实现的愿望是()A轻易将100kg物体举过头顶B放飞风筝C做一个同地面上一样的标准篮球场，在此打球，发现自己成为扣篮高手D推铅球的水平距离变为原来的6倍答案：AC解析：因为g月g地，所以在月球上举100kg的重物，相当于在地球上举167kg的物体，故A正确；在月球上弹跳高度是地球上的6倍，故C正确；根据平抛运动xv0，知D错；月球上没有空气，故不能放飞风筝，B错。二、非选择题6火星半径为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的1/9。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地98m/s2)答案：100436解析：地球表面的重力加速度g地火星表面的重力加速度g火由：g火g地2298m/s2436m/s2物体在火星上的重力：mg火100436N436N。7(唐山一中20142015学年高一下学期调研)已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响并假设地球质量分布均匀且密度为0。假若在地球内部距表面深度为h的某区域存在一半径为r的球形煤炭矿区，设煤炭密度为(小于0)，则由于该煤炭矿区区域的存在，造成的地球该区域表面重力加速度的变化量的最大值是多少？答案：(0)解析：根据题意把地球看成由两部分组成即半径为r的球体和剩余部分，则有