江苏小高考物理《学业水平测试》讲练稿(考点突破 真题演练 强化训练)第15讲 万能引力定律

1、考情展示测试内容测试要求2021年2021年2021年2021年2021年万有引力定律A10207206考点一万有引力定律(1)万有引力定律自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比(2)万有引力定律的公式是FGeq f(m1m2,r2).(3)牛顿发现万有引力定律，卡文迪许首先测出了万有引力常量G，G1011 Nm2/kg2.(4)地球外表物体的重力近似等于万有引力，外表重力加速度g09.8 m/s2，距地面h(高度等于地球半径)处的重力加速度g m/s2.特别提醒(1)利用万有引力定律计算两球体之间的引力时，它们之间距离是指球心间

2、的距离，人在地球上、卫星绕地球外表做圆周运动时，人和卫星跟地球之间的距离都不是零，而是地球半径(2)万有引力定律在天文学上的应用之一就是计算天体的质量，一般有两种方法：找待测天体的一个卫星，测出卫星的轨道半径r和做匀速圆周运动的周期T，由Geq f(Mm,r2)meq f(42,T2)r变形可得Meq f(42r3,GT2).测出待测天体的半径R及其外表的重力加速度g，由Geq f(Mm,R2)mg变形可得Meq f(gR2,G).例1(2021届镇江学测模拟)要使相距较远的两物体间的万有引力减小到原来的eq f(1,4)，以下方法不可行的是()A使两物体的质量各减少一半，距离不变B使其中一个

3、物体的质量减小到原来的eq f(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使两物体间的距离和质量都减小到原来的eq f(1,2)答案D解析由万有引力公式F引eq f(GMm,r2)，两物体间的距离和质量都减小到原来的eq f(1,2)，那么万有引力保持不变，D错误例2(2021届宿迁学测模拟)某物体在地球外表受到地球的万有引力为F，假设将此物体置于距地球外表高度为2R处(R为地球半径)，那么其受到地球的万有引力为()A.eq f(F,2)B.eq f(F,4)C.eq f(F,3)D.eq f(F,9)答案D解析物体与地球之间的距离应该是物体到地球中心的距离考点二万有引力定

4、律的应用例3两颗人造卫星的质量之比m1m212，轨道半径之比R1R231.求：(1)两颗卫星运行的线速度之比；(2)两颗卫星运行的角速度之比；(3)两颗卫星运行的周期之比；(4)两颗卫星运行的向心加速度之比；(5)两颗卫星运行的向心力之比答案(1)eq r(3)3(2)eq r(3)9(3)3eq r(3)1(4)19(5)118解析(1)因为Geq f(Mm,R2)meq f(v2,R)，所以v eq r(f(GM,R)eq f(1,r(R).故eq f(v1,v2) eq r(f(R2,R1)eq r(f(1,3)eq f(r(3),3).(2)因为Geq f(Mm,R2)m2R，所以 e

5、q r(f(GM,R3)eq f(1,r(R3).故eq f(1,2) eq r(f(Roal(2, 3),Roal(1, 3)eq r(f(1,33)eq f(r(3),9).(3)因为eq f(GMm,R2)meq f(42,T2)R，所以T2eq r(f(R3,GM)eq r(R3)，故eq f(T1,T2)eq f(r(33),1)3eq r(3).(4)因为Geq f(Mm,R2)ma，所以aeq f(GM,R2)R2，故eq f(a1,a2)eq f(Roal(2, 2),Roal(1, 2)eq f(1,32)eq f(1,9).(5)因为F向Geq f(Mm,R2)eq f(m

6、,R2).故eq f(F1,F2)eq f(m1Roal(2, 2),m2Roal(1, 2)eq f(1,18).规律方法将卫星的运动近似看成匀速圆周运动，其所需向心力是万有引力，即Geq f(Mm,r2)mameq f(v2,r)m2rmeq blc(rc)(avs4alco1(f(2,T)2rm(2f)2r.根据实际情况选用适当公式进行分析，是求解此类问题的根本方法，在应用以上思路解题时，常采用比例计算法1(2021江苏学测)物理学开展历程中，在前人研究根底上经过多年的尝试性计算，首先发表行星运动的三个定律的科学家是()A哥白尼B第谷C伽利略D开普勒答案D2(2021江苏学测)依据牛顿的

7、理论，两黑洞之间万有引力的大小F与它们之间距离r满足()AF与r成正比BF与r2成正比CF与r成反比DF与r2成反比答案D3(2021江苏学测)土星的两颗卫星“土卫十”和“土卫十一1，轨道半径近似相等，那么土星对“土卫十”和“土卫十一的万有引力之比约为()A11C.eq r(3.6)1D131答案B4(2021届扬州二模)在科学的开展历程中，许多科学家做出了杰出的奉献以下表达符合物理学史实的是()A亚里士多德指出“力是改变物体运动状态的原因B伽利略得出“加速度与力成正比，与质量成反比的结论C开普勒发现了万有引力定律D卡文迪许测出了引力常量G答案D1(江苏省徐州市20212021学年市高二第二次

8、学业水平模拟)第一次通过实验的方法比拟准确地测出万有引力常量的物理学家是()A牛顿B开普勒C伽利略D卡文迪许答案D2(2021届镇江学测模拟)如图1所示，相距为r的两球的半径分别是r1和r2，两球质量分布均匀，大小分别为m1、m2，那么两球间的万有引力大小为()图1AGeq f(m1m2,r) BGeq f(m1m2,roal(2,1)CGeq f(m1m2,r1r22)DGeq f(m1m2,r1r2r2)答案D3(2021江苏学测)均匀小球A、B的质量分别为m、5m，球心相距为R，引力常量为G，那么A球受到B球的万有引力大小是()AGeq f(5m2,R2) BGeq f(5m2,R)CG

9、eq f(m2,R2) DGeq f(m2,R)答案A4(2021届盐城学测模拟)2013年12月2日，我国成功发射了“嫦娥三号探测器，如图2所示，在探测器飞赴月球的过程中，随着它与月球距离的减小，月球对它的万有引力将()图2A变小B变大C先变小，后变大D先变大，后变小答案B5(2021届无锡一模)地球的质量为M，半径为R，月球的质量为m，半径为r，地球与月球两球心间的距离为地球半径的60倍，引力常量为G，假设将地球与月球看成质量分布均匀的球体，那么月球对地球的万有引力大小为()AGeq f(Mm,R2)BGeq f(Mm,60R)CGeq f(Mm,3 600R2)DGeq f(Mm,3 6

10、00r3)答案C6作为科学史上最伟大的定律之一万有引力定律向人们揭示了()A一切物体都具有惯性B力是改变物体运动状态的原因C任何两个物体都相互吸引D不同形式的能量之间可以相互转化答案C7(2021届南通模拟)2015年7月14日，“新视野号太空探测器近距离飞掠冥王星，如图3所示在此过程中，冥王星对探测器的引力()图3A先变大后变小，方向沿两者的连线指向冥王星B先变大后变小，方向沿两者的连线指向探测器C先变小后变大，方向沿两者的连线指向冥王星D先变小后变大，方向沿两者的连线指向探测器答案A8(2021届无锡二模)在我国的探月工程方案中，“嫦娥五号将于几年后登月取样返回地球那么，当“嫦娥五号离开绕

11、月轨道飞回地球的过程中，地球和月球对它的万有引力F1和F2的大小变化情况是()AF1和F2均增大BF1和F2均减小CF1增大、F2减小 DF1减小、F2增大答案C9(2021届扬州学测模拟)关于行星绕太阳的运动，以下说法中正确的选项是()A离太阳越近的行星角速度越大B太阳是静止不动的，行星都绕太阳运动C离太阳越近的行星线速度越小D离太阳越近的行星公转周期越大答案A10月球是地球以外人类亲身到过唯一的自然天体假设月球外表重力加速度为g，月球半径为R，引力常量为G，那么月球质量表达式为()AMgR2BMeq f(gR2,G)CMeq f(G,gR)DMeq f(gR,G)答案B解析由Geq f(Mm,R2)mg得Meq f(gR2,G)，故B正确11假设某人到达一个行星上，这个行星的半径只有地球的一半，质量也是地球的一半，那么在这个行星上此人所受的引力是在地球上所受引力的()A2倍B1倍C.eq f(1,2)D.eq f(1,4)答案A12(2021届宿迁二模)关于绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，以下判断正确的选项是()A同一轨道上，质量大的卫星线速度大B同一轨道上，质量大的卫星向心加速度大C离地面越近的卫星线速度越大D离地面越高的卫星周期越短答案C13如下图是某位同学设想的人造地球卫星轨道(卫星发动机关闭)，其中不可能的是()答