高中物理 基础知识篇 第五章 第一节 万有引力定律及引力常量的测定同步练测 鲁科版必修2.doc

5.1 万有引力定律及引力常量的测定建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分5一、选择题（本题包括6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36分）1. 已知引力常量，重力加速度，地球半径，则可知地球质量的数量级是（）. .2. 某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为，近日点离太阳的距离为，过远日点时行星的 速率为，则过近日点时其速率为（）. . .3. 对于质量为和质量为的两个物体间的万有引力的表达式 ，下列说法正确的是（）.公式中的 是引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的.当两物体间的距离趋于零时，万有引力趋于无穷大.和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4. 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（）. .4 . .5. 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）（）. 6. 设地球表面重力加速度为，在离地心高4处，由于地球的作用而产生的加速度为，则为（）. . .二、填空题（本题共2小题，7题7分，8题8分，共15分）7. 哈雷彗星绕太阳公转的周期是年，离太阳最近的距离是，若太阳系的开普勒恒量，则哈雷彗星离太阳的最远距离为 8. 火星半径是地球半径的一半，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.三、计算题（本题共3小题，9题15分，10题15分，11题19分，共49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）9.月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的 倍，运行周期约为试用开普勒定律计算出在赤道平面内离地面多大高度，人造地球卫星可以随地球一起转动，就像停留在天空不动一样（地球半径约为10.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？11.飞船沿半径为的圆周绕地球运动，其公转周期为如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点 处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在点相切，如图1所示如果地球半径为，求飞船由 点到 点所需要的时间图15.1 万有引力定律及引力常量的测定得分： 一、 选择题题号123456答案二、填空题7. 8. 三、计算题9.10.11.5.1 万有引力定律及引力常量的测定 参考答案一、选择题1. 解析：由万有引力定律： 而在地球表面，物体所受重力约等于地球对物体的吸引力，即 联立得：解得.故选项正确点拨：估算地球质量，即使题中未给出、 和，它们也应当作已知量利用以上已知条件，还可以估算地球的平均密度，设平均密度为则 图22. 解析：如图2所示，、分别为远日点、近日点，由开普勒第二定律，太阳和行星的连线在相等的时间里扫过的面积相等，取足够短的时间，则有：，所以.3. 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4. 解析：小铁球之间的万有引力为：大球半径是小铁球的倍，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、球心距离关系是关键5. 解析：赤道上的物体因随地球自转而处于失重状态，故故选项正确6. 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 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：万有引力二、填空题7. 解析：据开普勒第三定律得： 又 联立得：代入数据得：8. 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 三、计算题9. 解析：设人造地球卫星的轨道半径为，周期为由于卫星在赤道平面内随地球一起转动，相对地球静止，所以，卫星绕地球转动的周期必然和地球自转的周期相同，即设月球绕地球运动的轨道半径为，地球的半径为，则；设月球绕地球运动的周期为，则由开普勒第三定律得：解得：卫星在赤道平面内离地面的高度为：点拨：关键挖掘隐含条件卫星公转周期与地球自转周期相同.10.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，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11.解析：开普勒第三定律虽然是根据行星绕太阳的运动总结出来的，但也适用于卫星、飞船绕行星的运动因此，飞船绕地球做圆周（半长轴和半短轴相等的特殊椭圆）运动时，其轨道半径的三次方跟周期平方的比值，等于飞船绕地球沿椭圆轨道运动时，其半长轴的三次方跟周期平方的比值飞船椭圆轨道的