高中物理 6.2《太阳与行星间的引力》同步测试 新人教版必修2

1．引力常量G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2是由下述哪位物理学家测定的( ) A ．开普勒B ．牛顿C ．胡克D ．卡文迪许 解析：选D.牛顿虽然发现了万有引力定律，却没能给出准确的引力常量，卡文迪许在1798年巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量，故正确答案为D.2．在万有引力定律的公式F ＝G m 1m 2r 2中，r 是( ) A ．对星球之间而言，是指运行轨道的平均半径B ．对地球表面的物体与地球而言，是指物体距离地面的高度C ．对两个均匀球体而言，是指两个球心间的距离D ．对人造地球卫星而言，是指卫星到地球表面的高度解析：选AC.在万有引力定律的公式F ＝G m 1m 2r 2中，r 应是两质点间的距离．但在实际操作中，如果是星球之间，是指运行轨道的平均半径；两均匀球体，指两球心之间的距离；地球表面的物体和绕地球旋转的卫星，指物体或卫星离地心之间的距离，故A 、C 正确而B 、D 错误．3．两大小相同的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F ，若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则客观存在于它们之间的万有引力为( )A ．2FB ．4FC ．8FD ．16F解析：选D.首先要考虑两均匀的球体间的万有引力怎样求，大球的质量是小球的几倍，两大球球心间的距离是两个小球球心间的距离的几倍．小球之间的万有引力：F ＝G mm (2r )2＝G m 24r 2 大球的半径是小球的2倍，其质量分别为小球m ＝ρV ＝ρ×(43πr 3) 大球M ＝ρV ′＝ρ43π(2r )3＝8ρ(43πr 3)＝8m 故两个大球间的万有引力为：F ′＝G MM (2×2r )2＝G (8m )216r 2 可见F ′＝16F ，故选项D 正确．4．已知地球半径为R ，将一物体从地面移到离地高为h 处时，物体所受万有引力减少到原来的四分之一，则h 为( )A. R B ．2 R C.2R D ．(2－1)R解析：选A.应用万有引力定律计算均匀球体间的万有引力时，公式中的r 为两球心间距离，题中物体可视为质点，地球视为均匀球体．由万有引力定律F ＝G m 1m 2r 2知，当F 减小为原来的四分之一时，半径变为原来的2倍，所以h ＝2R －R ＝R .5．两个质量均为50 kg 的人，相距100 m ，则他们间的相互吸引力约为________，每人所受重力为________．(引力常量G ＝6.67×10－11N·m 2/kg 2，重力加速度g 取10 m/s 2)解析：F ＝G m 1m 2r 2＝6.67×10－11×5021002N ≈1.67×10－11N 每人所受重力为mg ＝500 N.答案：1.67×10－11 N500 N一、选择题1．关于引力常量，下列说法正确的是( )A ．牛顿发现万有引力定律时，给出了引力常量的值B ．引力常量是由实验测得的，而不是人为规定的C ．引力常量的测量非常困难的原因是：一般物体间的相互吸引力非常小，不容易测量D ．由万有引力公式F ＝G m 1m 2r 2，可得G ＝Fr 2m 1m 2，于是可知：引力常量与两物体之间的距离的平方成正比，与两物体质量的乘积成反比，其大小与单位制的选择有关解析：选BC.牛顿发现了万有引力定律，但未给出引力常量的值，一百多年后卡文迪许巧妙地利用扭秤装置，才第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量的数值，引力常量G 是适用于任何物体间的普遍量，与物体的质量及距离都无关．2．一个半径是地球半径的3倍，质量是地球质量的36倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的( )A ．4倍B ．6倍C ．13.5倍D ．18倍解析：选A.在星球表面，忽略星球的自转，认为重力等于万有引力，即G Mm R 2＝mg ，得g ＝GM R 2.设行星表面的重力加速度为g 1，地球表面的重力加速度为g 2，则 g 1g 2＝GM 1R 21GM 2R 22＝M 1M 2×R 22R 21＝361×132＝4，故A 正确． 3．一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的( )A ．0.25倍B ．0.5倍C ．2.0倍D ．4.0倍解析：选C.宇航员在地球上时，所受引力F 1＝G M 地m R 2地， 在星球上时，所受引力F 2＝G M 星m R 2星，则 F 2F 1＝M 星R 2地M 地R 2星＝(12)·(112)2＝2.0，故选C. 4．(2011年山东临沂质检)陨石落向地球是因为( )A ．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B ．陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等，但陨石质量小、加速度大，所以改变运动方向落向地球C ．太阳不再吸引陨石，所以陨石落向地球D ．陨石受到其他星球的斥力作用而落向地球解析：选B.陨石与地球之间的万有引力是相互作用力，大小必然相等，因为陨石质量小，加速度大，但地球在该引力作用下的加速度几乎为零，因此陨石落向地球，A 错误，B 正确；陨石会受到其他星球的作用力，但是引力非常小，C 、D 错误，故选B.5．(2011年吉林长春模拟)太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，某颗行星的向心力大小( )A ．与行星距太阳的距离成正比B ．与行星距太阳的距离成反比C ．与行星运动的速率的二次方成正比D ．与行星距太阳的距离的二次方成反比解析：选D.由于行星在绕太阳的椭圆轨道上运动，所需向心力是由万有引力来提供，由万有引力定律可知，该行星的向心力与距离的二次方成反比；而行星运动的速率变化时，其距离也在发生变化，C 错误，D 正确．故选D.图6－2－56．两个质量均为m 的星体，其连线的垂直平分线为MN ，O 为两星体连线的中点，如图6－2－5所示，一个质量为m 的飞行器，从O 沿OM 方向运动，而M 点距两星体非常遥远，则飞行器受到的万有引力大小变化情况是( )A ．一直增大B ．一直减小C ．先减小，后增大D ．先增大，后减小解析：选D.可用极端法．飞行器在O 点时，它受两物体的万有引力之和为零，如果沿中垂线向外到达无限远处，则万有引力之和为零．而在其间万有引力则不为零．可见选项D 正确．7．(2011年天津检测)设地球表面重力加速度为g 0，物体距离地心4R (R 是地球的半径)处，由于地球的作用而产生的加速度为g ，则g /g 0为 ( )A ．1B ．1/9C ．1/4D ．1/16解析：选D.本题是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提供，所以有地面上：G Mm R 2＝mg 0，离地心4R 处： G Mm (4R )2＝mg ，两式相比得g g 0＝(R 4R )2＝116.故选D. 8．一物体在地球表面重16 N ，它在以5 m/s 2的加速度加速上升的火箭中的视重为9 N ，则此时火箭离地面的距离为地球半径的几倍(g ＝10 m/s 2)( )A ．1B ．3C ．5D ．7解析：选B.已知mg ＝16 N ①在火箭中视重为9 N ，即所受支持力F N ＝9 N ②则有F N －F 引＝ma ③①②③联立解得F 引＝1 N ．由万有引力公式F ＝G Mm r 2得F 反比于r 2，则mg F 引＝r 2R 20，解得r ＝4R 0，所以高度h ＝3R 0，故选B.9．已知太阳到地球与地球到月球距离的比值约为390，月球绕地球旋转的周期约为27天．利用上述数据以及日常的天文知识，可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为( )A ．0.2B ．2C ．20D ．200解析：选B.设太阳质量为M ，地球质量为m ，月球质量为m 0，日地间距离为R ，月地间距离为r ，日月之间距离近似等于R ，地球绕太阳旋转的周期T 约为360天，月球绕地球旋转的周期为t ＝27天．对地球绕着太阳转动，由万有引力定律得G Mm R 2＝m 4π2R T 2，同理对月球绕着地球转动有G mm 0r 2＝m 04π2r t 2，则太阳质量与地球质量之比为M ∶m ＝R 3t 2r 3T 2；太阳对月球的万有引力F1＝G Mm 0R 2，地球对月球的万有引力F 2＝G mm 0r 2，故F 1∶F 2＝Mr 2mR 2，将太阳与地球质量之比代入，计算出比值约为2，故选项B 正确．二、非选择题10．(2011年郑州高一检测)假设将质量为m 的铅球放在地心O 处，在地球内部的A 处挖去质量为m 的物体，如图6－2－6所示，则物体受到的万有引力的大小是________，方向________．(地球的半径为R ，OA ＝R 2) 图6－2－6 解析：利用对称法求解．在A 处挖去m ，相当于不挖m ，而在关于地心的对称点B 处放一m ，B 点的m 对中心的m 的引力为：F ＝G mm (R 2)2＝4Gm 2R 2，方向向左． 答案：4Gm 2R 2 向左 11．一个质子由两个u 夸克、一个d 夸克组成．一个夸克的质量是7.1×10－30 kg ，求两个夸克相距1.0×10－15 m 时的相互引力．(质子半径为1.0×10－15 m)解析：据题意条件知，两夸克间的万有引力可以依据公式去计算．F ＝G m 1m 2r 2＝6.67×10－11×(7.1×10－30)2(1.0×10－15)2 N ≈3.4×10－39 N. 答案：3.4×10－39 N12．(2011年江苏南京检测)已知地球的半径R ＝6.37×106m ，质量M ＝5.98×1024kg ，引力常量G ＝6.67×10－11N·m 2/kg 2.试问：挂在赤道附近弹簧测力计下质量m ＝1 kg 的物体对弹簧的拉力为多大？解析：赤道附近质量为 1 kg 的物体受到的万有引力为F ＝G Mm R 2＝6.67×10－11×5.98×1024×1(6.37×106)2N ≈9.8299N ，质量为1 kg 的物体在赤道附近随地球自转做匀速圆周运动所需向心力F ′＝mω2R ＝m (2πT )2R ＝1×(2×3.141624×60×60)2×6.37×106N ≈0.0337 N 物体受地球对它的万有引力F 和弹簧对它的拉力F T 作用，这两个力合力是它做圆周运动的向心力：F ′＝F －F T ，可知F T ＝F －F ′＝9.8299 N －0.0337 N ＝9.7962 N ≈9.796 N ．根据牛顿第三定律，物体对弹簧的拉力等于弹簧对物体的拉力．F ′T ＝F T ＝9.796 N.答案：9.796 N。

6.2《太阳与行星间的引力》1.太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F′大小相等，其依据是（）A.牛顿第一定律B.牛顿第二定律C.牛顿第三定律D.开普勒第三定律2.下列说法正确的是（）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，我们引用了公式这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由速度的定义式得来的C.在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式，这个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到证明的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证明的3.把行星运动近似看作匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为，则可推得（）A.行星受太阳的引力为B.行星受太阳的引力都相同C.行星受太阳的引力D.质量越大的行星受太阳的引力一定越大4.太阳对地球有相当大的引力，而且地球对太阳也有引力作用，它们不靠在一起是因为（）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5.科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上．从地球上看，它永远在太阳的背面，人类发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”．由以上信息我们可以推知（）A.这颗行星需要的向心力与地球等大B.这颗行星的自转半径与地球相同C.这颗行星的质量等于地球的质量D.这颗行星的公转半径与地球相同6.下列有关行星运动的说法中，正确的是（）A.由可知，行星轨道半径越大，角速度越小B.由可知，行星轨道半径越大，行星的加速度越大C.由可知，星轨道半径越大，行星的加速度越小D.由可知，行星轨道半径越大，线速度越小7.对太阳系的行星，由公式，可以得到F= ，这个式子表明太阳对不同行星的引力，与成正比，与成反比。

物理·必修2(人教版)第六章万有引力与航天第二节太阳与行星间的引力1．(双选)下列关于太阳对行星的引力的说法中正确的是() A．太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力B．太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比C．太阳对行星的引力规律是由实验得出的D．太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的2．太阳对地球有相当大的引力，而且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( )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 ．太阳对地球的引力不断改变地球的运动方向，使得地球绕太阳运行答案：D3．把行星运动近似看作匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T 2＝r 3k，m 为行星质量，则可推得( ) A ．行星受太阳的引力为F ＝k m r 2 B ．行星受太阳的引力都相同C ．行星受太阳的引力为F ＝k 4π2m r 2D ．质量越大的行星受太阳的引力一定越大4．火星是地球的近邻，已知火星的轨道半径约为地球轨道半径的1.5倍，火星的质量和半径分别约为地球的0.1倍和0.5倍，则太阳对地球的引力和太阳对火星的引力的比值为()A．10 B．20C．22.5 D．45答案：C5．若两颗行星的质量分别为M和m，它们绕太阳运行的轨道半径分别为R和r，则它们的公转周期之比为()A.Mm B.R3r3C.MRmr D.3R2r2答案：B。

【成才之路】2014-2015学年高中物理 第6章 第2节太阳与行星间的引力同步检测 新人教版必修2一、选择题(1～4题为单选题，5～7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( )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 ∝m 星r 2，依据等效法，行星对太阳的引力也符合关系式F ∝m 日r2，故D 项正确。

2．行星之所以绕太阳运行，是因为( ) A ．行星运动时的惯性作用B ．太阳是宇宙的控制中心，所有星体都绕太阳旋转C ．太阳对行星有约束运动的引力作用D ．行星对太阳有排斥力作用，所以不会落向太阳 答案：C解析：行星之所以绕太阳运动，是因为受到太阳的吸引力。

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( )A ．F /81B ．FC ．9FD ．81F 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．陨石落向地球(如图)是因为( )A ．陨石对地球的引力远小于地球对陨石的引力，所以陨石才落向地球B ．陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等，但陨石的质量小，加速度大，所以陨石改变运动方向落向地球C ．太阳不再吸引陨石，所以陨石落向地球D ．陨石是受到其他星球斥力作用落向地球的 答案：B解析：两个物体间的引力是一对作用力与反作用力，它们的大小相等，且在任何情况下都存在，故选项A 、C 、D 不正确。

陨石落向地球是由于陨石的质量和地球相比小得多，故运动状态容易改变且加速度大，选项B 正确。

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( )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。

第6章第2节太阳与行星间的引力基础夯实1．2001年11月19日1时30分夜空出现了壮美的天文奇观——流星雨大爆发．此次狮子座流星雨来自于33年回归一次的坦普尔——塔特尔彗星．彗星的碎屑高速运行并与地球相遇，部分落入地球大气层燃烧，形成划过天空的流星雨．这次流星暴雨最亮的流星超过满月的亮度．下列有关说法中正确的是( ) A．流星对地球的吸引力小于地球对流星的吸引力，所以流星落向地球B．流星进入大气层后，速度越来越大，加速度越来越大C．流星对地球的引力和地球对流星的引力大小相等，但流星的质量小，加速度大，所以改变运动方向落向地球D．这次流星雨是在受到坦普尔——塔特尔彗星斥力作用下落向地球的[:答案：C解析：流星落向地球的主要原因是地球的吸引力，流星对地球的引力和地球对流星的引力大小相等，但流星的质量小，加速度大，所以改变运动方向落向地球．2．对于在地球上的物体所受的重力和地球对它的引力的关系，下列说法中正确的是( )A．这两个力是同一个力B．在忽略地球的自转影响时，重力就是定值，与物体所处的高度和纬度都无关C．由于地球的自转，物体在纬度越高的地方，重力越大D．由于物体随地球自转，则物体所处在纬度越高的地方，重力越小答案：C解析：重力本来是物体受到的地球引力的一个分力，在不考虑地球自转的影响时，物体所受到的重力才认为等于物体受到的地球吸引力，而引力是与两物体位置有关的力，所以当物体距地面越高时，所受的引力越小，因而物体的重力也应越小，而并非是在不考虑物体随地球自转的影响时，重力就是恒定的值了．3．(2018·湖南衡阳八中高一检测)下列说法正确的是( )[:A．行星与卫星之间的引力、地面上的物体所受的重力和太阳对行星的引力，是性质不相同的力B．太阳对行星的引力关系不适用于地球对卫星的作用力C．太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力，所以行星绕太阳运转而不是太阳绕行星运转D．行星绕太阳的椭圆轨道可以近似的看作圆形轨道，其向心力于太阳对行星的引力答案：D4．下列说法正确的是( )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．下面关于太阳对行星的引力说法中正确的是( )A ．太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力B ．太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比C ．太阳对行星的引力是由实验得出的D ．太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的答案：AD[: 解析：行星围绕太阳做圆周运动的向心力是太阳对行星的引力，它的大小与行星和太阳质量的乘积成正比，与行星和太阳间的距离的平方成反比，所以A 对B 错．太阳对行星的引力规律是由开普勒三定律和匀速圆周运动规律推导出来的，所以C 错，D 对．6．(2018·潍坊高一检测)我国载人飞船“神舟七号”的顺利飞天，极大地振奋了民族精神．“神七”在轨道飞行过程中，宇航员翟志刚跨出飞船，实现了“太空行走”，当他出舱后相对于飞船静止不动时，以下说法正确的是( )A ．他处于平衡状态B ．他不受任何力的作用C ．他的加速度恒定不变D ．他的加速度不为零答案：D7．在对太阳与行星间的引力的探究过程中我们运用的定律和规律有__________、__________、________. 答案：开普勒三定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律8．与行星绕太阳运动一样，卫星之所以能绕地球运动也同样是因为它受到地球的引力，假设有一颗人造地球卫星，质量为m ，绕地球运动的周期为T ，轨道半径为r ，则应有F ＝4π2mr T 2.由此有人得出结论：地球对卫星的引力F 应与r 成正比，你认为该结论是否正确？若不正确错在何处？答案：要找到两个变量的关系，必须在其他量不变时才能确定．而根据开普勒第三定律r 3T 2＝k(其中k 是一个仅与地球有关与卫星无关的常量)，当r 越大时T 也越大，所以不能说F 与r 成正比．事实上若将T 2＝r 3k 代入F ＝4π2mr T 2，可得F ＝4π2mk r 2. 能力提升1．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( )A ．F/81B ．FC ．9FD ．81F 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．2．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万有引力突然消失，则在数小时内小物体相对地面A 处来说，将( )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.3．(2018·合肥一中高一检测)高中阶段，在定量计算中，一般行星的运动看成匀速圆周运动．此时，开普勒定律可写为T 2＝r 3k ，其中T 为行星运行的周期，r 为行星运行的轨道半径．对质量为m 的行星由此可以推得( ) A ．太阳对行星的引力为F ＝k m r B ．太阳对行星的引力为F ＝2πk m r 2 C ．太阳对行星的引力为4π2k m r 2 D ．行星质量m 越大，太阳对它的引力一定越大答案：C4．关于太阳与行星间引力F ＝GMm/r 2的下列说法中正确的是( )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两物体间的引力C ．太阳与行星间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：物体间力的作用是相互的，两物体间的引力一定是一对作用力与反作用力，其大小相等，方向相反，但作用在两个物体上，故不能相互抵消，即不能是一对平衡力．5．对太阳系的行星，由公式v ＝2πr T ，F ＝4π2mr T 2，r 3T 2＝k 可以得到F ＝__________，这个式子表明太阳对不同行星的引力，与________成正比，与________成反比．答案：4π2km r 2 行星的质量 行星和太阳距离的二次方 6．已知太阳光从太阳射到地球需要500s ，地球绕太阳的公转周期约为3.2×107s ，地球的质量约为6×1024kg ，求太阳对地球的引力为多大？(只需保留一位有效数字)[:答案：4×1022N解析：地球绕太阳做椭圆运动，由于椭圆非常接近圆轨道，所以可将地球绕太阳的运动看成匀速圆周运动，需要的向心力是由太阳对地球的引力提供．即F ＝mR ω2＝mR 4π2T 2.因为太阳光从太阳射到地球用的时间为500s ，所以太阳与地球间的距离R ＝ct(c 为光速)．所以F ＝4π2mct/T 2，代入数据得F≈4×1022N.7．如果要验证太阳与行星之间引力的规律是否适用于行星与它的卫星，我们需要观测这些卫星运动的哪些数据？观测前你对这些数据的规律有什么假设？解析：假定近地卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为R ，运行周期为T ，地球和近地卫星质量分别为M 和m ，由做圆周运动的卫星所需的向心力即为地球对它的引力，有 mR ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2＝G Mm R 2即T 2R 3＝4π2GM＝常量 由于近地卫星的轨道半径可认为是地球半径，故是已知的．而周期T 是可以测出的，所以只要是地球卫星，T2R 3都是一定的，与太阳和行星关系式完全一样．。

6.2 太阳与行星间的引力建议用时实际用时满分实际得分45分钟60分一、选择题（本题包括10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60分）1. 在探究太阳与行星间这类引力的思考中，属于牛顿的猜想的是（）.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.行星的半径越大，其做圆周运动的运动周期越大.行星运动的轨道是一个椭圆.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2. 假设行星绕太阳在某轨道上做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）.行星受到太阳的引力和向心力.太阳对行星有引力，行星对太阳没有引力.太阳与行星之间有相互作用的引力.太阳对行星的引力与行星的质量成正比3. 太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，这个向心力大小（）.与行星距太阳的距离成正比.与行星距太阳的距离成反比.与行星运动的速率的二次方成正比.与行星距太阳的距离的二次方成反比4. 关于太阳与行星间的引力，下列说法中正确的是（）.由于地球比木星离太阳近，所以太阳对地球的引力一定比对木星的引力大.行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在近日点所受引力大，在远日点所受引力小.由可知，，由此可见与和的乘积成正比，与和的乘积成反比.行星绕太阳的椭圆轨道可近似看做圆形轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力5. 两个行星的质量分别为和，绕太阳运行的轨道半径分别是和.若它们只受太阳的引力作用，那么这两个行星的向心加速度之比为（） .1 . . .6. 下列关于力的说法正确的是（）.作用力和反作用力作用在同一物体上 .太阳系中的行星均受到太阳的引力作用.运行的人造地球卫星所受引力的方向不变 .伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因7. 在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道.已知太阳质量约为月球质量的倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍.关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是（）.太阳引力远大于月球引力B.太阳引力与月球引力相差不大C.月球对不同区域海水的吸引力大小相等D.月球对不同区域海水的吸引力大小有差异8. 牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律，在创建万有引力定律的过程中，牛顿（）.接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的二次方成反比”的猜想.根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即的结论.根据和牛顿第三定律，分析了地、月间的引力关系，进而得出.根据大量实验数据得出了比例系数的大小9. 下列说法正确的是( )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10. 下面关于太阳对行星的引力说法中正确的是( )A.太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力B.太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比C.太阳对行星的引力是由实验得出的D.太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的二、计算题（每小题20分，共40分）11.（1）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的三次方与它的公转周期的二次方成正比，即，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，请你推导出太阳系中该常量的表达式.已知引力常量为，太阳的质量为.（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立.经测定月地距离为，月球绕地球运动的周期为，试计算地球的质量.（，结果保留一位有效数字）12. 已知太阳光从太阳射到地球需要500 s，地球绕太阳的公转周期约为3.2×107 s，地球的质量约为6×1024 kg，求太阳对地球的引力为多大？(只需保留一位有效数字)6.2 太阳与行星间的引力得分：一、选择题二、计算题11.12.6.2 太阳与行星间的引力参考答案一、选择题1. 解析：牛顿探究太阳与行星间这类引力时，正是出于行星绕太阳运动需要向心力的思考，从而展开探究的，而“任意两个物体之间是否也存在着这类引力”是牛顿将太阳与行星间引力规律进行外推、验证的出发点.这种联想思维和类比推证的思路方法是物理学宝库中的精华之一，也是同学们应该努力学习的.2. 解析：由于向心力是效果力，它是由物体所受外力提供的，错误；太阳与行星间是相互吸引的，故错误，正确；由于太阳质量为确定值，因此太阳对行星的引力与行星的质量成正比，正确.3. 解析：根据知与成反比，、、错误，正确.4. 解析：根据，太阳对行星的引力大小与、有关，对同一行星，越大，越小，正确.对不同行星，越小，不一定越大，还要由行星质量决定，错误.公式中为比例系数，是一常量，与、、、均无关，错误.通常在研究中，行星绕太阳的椭圆轨道近似看成圆形，向心力由太阳对行星的引力提供，正确.5. 解析：设两个质量分别为、的行星的向心力分别是、，由太阳与行星之间的作用规律可得，，而，，故.6. 解析：作用力和反作用力作用在不同物体上，选项错误；由万有引力定律可以判断选项正确；运行的人造卫星所受引力提供向心力，方向始终指向圆心，方向时刻改变，选项错误；伽利略的理想实验说明力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，选项正确.7. 解析：由，得，代入数据知，太阳的引力远大于月球的引力，故正确，错误；由于月心到不同区域海水的距离不同，所以引力大小有差异，故错误，正确.8. 解析：、、三项符合物理学史，比例系数是后来由卡文迪许测得的，错．9. 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．10. 解析：行星围绕太阳做圆周运动的向心力是太阳对行星的引力，它的大小与行星和太阳质量的乘积成正比，与行星和太阳间的距离的平方成反比，所以A对B错．太阳对行星的引力规律是由开普勒三定律和匀速圆周运动规律推导出来的，所以C错，D对．二、计算题11.(1)（2）解析：（1）因行星绕太阳做匀速圆周运动，于是轨道半长轴即为轨道半径，根据万有引力定律和牛顿第二定律有：①于是有②即③(2)在地月系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为，周期为，由②式可得④解得⑤（也算对）12. 4×1022N 解析：地球绕太阳做椭圆运动，由于椭圆非常接近圆轨道，所以可将地球绕太阳的运动看成匀速圆周运动，需要的向心力是由太阳对地球的引力提供．即.因为太阳光从太阳射到地球用的时间为500 s，所以太阳与地球间的距离(c为光速)．所以，代入数据得≈4×1022 N.。

6.2 太阳与行星间的引力（同步测试）编写：鲁江涛 审核：李长有1、行星之所以绕太阳运动，是因为 ( )A 、行星运动时的惯性作用B 、太阳是宇宙的控制中心，所以星体都绕太阳旋转C 、太阳对行星有约束运动的引力作用D 、行星对太阳有排斥力作用，所以不会落向太阳2、太阳对行星的引力与行星对太阳的引力大小相等，其依据是 ( )A 、牛顿第一定律B 、牛顿第二定律C 、牛顿第三定律D 、开普勒第三定律3、下面关于太阳对行星的引力说法中的正确的是 ( )A 、太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力B 、太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比C 、太阳对行星的引力规律是由实验得出的D 、太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的4、关于太阳与行星间引力2r Mm G F 的下列说法中正确的是 ( ) A 、公式中的 G 是比例系数，是人为规定的B 、这一规律可适用于任何两物体间的引力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它天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性5、陨石落向地球是因为 ( )A 、陨石对地球的引力远小于地球对陨石的引力B 、陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等，但陨石的质量小，加速度大，所以改变运动方向落向地球C 、太阳不再吸引陨石，所以陨石落向地球D 、陨石是在受到其它星球斥力作用后落向地球的6、2005 年 7 月 4 日，美国宇航局的“深度撞击”计划在距离地球 1.3 亿千米处实施，上演一幕“炮打彗星”的景象，目标是“坦普尔一号” 彗星。

假设“坦普尔一号” 彗星绕太阳远行的轨道是一个椭圆，其轨道周期为 5.74 年，则关于“坦普尔一号” 彗星的下列说法正确的是( )A 、绕太阳运动的角速度不变B 、近日点处线速度大于远日点处线速度C 、近日点处线速度等于远日点处线速度D 、其椭圆轨道半长轴的三次方与周期的二次方之比是一个与太阳质量有关的常数7、我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星。

6. 2 太阳与行星间的引力1．在太阳系中，有八大行星绕着太阳运行，按着距太阳的距离排列，由近及远依次是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，如果把这些行星的运动近似为匀速圆周运动，那么它们绕太阳运行一周所用的时间最长的是，运行角速度最大的是。

2．关于万有引力定律的适用范围，下列说法中正确的是（）A．只适用于天体，不适用于地面物体B．只适用于球形物体，不适用于其它形状的物体C．只适用于质点，不适用于实际物体D．适用于自然界中任意两个物体之间3. 有关万有引力的说法中，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．221 r mmGF=中的G是比例常数，适用于任何两个物体之间，它没有单位C．万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的D．地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的都是地球引力4．假如一个做匀速圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做匀速圆周运动，则（）A．根据公式v=ωr，可知卫星的线速度增大到原来的2倍B．根据公式F=mv2/r，可知卫星所需的向心力减小到原来的1/2C．根据公式F=GMm/r2，可知地球提供的向心力将减小到原来的1/4D．根据上述B和A给出的公式，可知卫星的线速度将减小到原来的2/25.若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，则在这个行星上此人所受的引力是地球上引力的（）A．1/4 B．1/2 C．1倍 D．2倍6．绕地球作匀速圆周运动的人造地球卫星内，其内物体处于完全失重状态，物体（）A．不受地球引力作用B．所受引力全部用来产生向心加速度C．加速度为零D．物体可在飞行器悬浮7．地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为g/2，则该处距地面球表面的高度为（）A．（2—1）R B．R C．2R D．2R8．在万有引力定律的公式221 r mmGF=中，r是（）A．对星球之间而言，是指运行轨道的平均半径B．对地球表面的物体与地球而言，是指物体距离地面的高度C．对两个均匀球而言，是指两个球心间的距离D．对人造地球卫星而言，是指卫星到地球表面的高度9．引力常量很小，说明了（）A．万有引力很小B．万有引力很大C．只有当物体的质量大到一定程度，物体间才会有万有引力D．很难察觉到日常接触的物体间有万有引力，是因为它们的质量不很大10.关于引力常量，下列说法中正确的是（）A．它在数值上等于两个质量各为1kg的质点相距1m时相互作用力的大小B．它适合于任何两个质点或天体之间的引力大小的计算C．它的数值首次由牛顿测出D．它数值很小，说明万有引力非常小，可以忽略不计11．地球可近似看成球形，由于地球表面上物体都随地球自转，所以有（）A．物体在赤道处受的地球引力等于两极处，而重力小于两极处B．赤道处的角速度比南纬300大C．地球上物体的向心加速度都指向地心，且赤道上物体的向心加速度比两极处大D．地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力12.若某星球的密度与地球相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍，则该星球的质量是地球质量的（）A. 1/4B. 4倍C. 16倍D. 64倍13．下面关于太阳对行星的引力说法中正确的是()A．太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力B．太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比C．太阳对行星的引力是由实验得出的D．太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的14. 已知太阳光从太阳射到地球需要500s，地球绕太阳的公转周期约为3.2×107s，地球的质量约为6×1024kg，求太阳对地球的引力为多大？(只需保留一位有效数字)15．已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，万有引力恒量为G，用以上各量表示地球质量M＝________．16. 假如地球自转速度达到使赤道上的物体“飘”起来(即完全失重)，那么地球上一天等于多少小时？(地球半径取6.4×106 m)答案1．海王星 水星 2．D 3．CD 4．CD 5．D 6 ．BD 7．A8．AC 9．D 10．A B 11．A 12．D 13.AD 14. 解析：地球绕太阳做椭圆运动，由于椭圆非常接近圆轨道，所以可将地球绕太阳的运动看成匀速圆周运动，需要的向心力是由太阳对地球的引力提供．即F ＝mRω2＝mR 4π2T 2.因为太阳光从太阳射到地球用的时间为500s ，所以太阳与地球间的距离R ＝ct (c 为光速)．所以F ＝4π2mct /T 2，代入数据得F ≈4×1022N 。

2019-2020学年人教版高中物理必修二 6.2 太阳与行星间的引力同步练习（II）卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共6题；共6分)1. （1分）设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍看作均匀球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前相比（）A . 地球与月球间的万有引力将变大B . 地球与月球间的万有引力将变小C . 月球绕地球运动的周期将变长D . 月球绕地球运动的周期将变短2. （1分） (2019高一下·永昌期中) 关于引力常量G，下列说法中正确的是（）A . G值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值，可用万有引力定律进行定量计算B . 引力常量G的大小与两物体质量乘积成反比，与两物体间距离的平方成正比C . 引力常量G的物理意义是，两个质量都是10 kg的物体相距1m时相互吸引力为6.67×10－11 ND . 引力常量G是不变的，其值大小与单位制的选择无关3. （1分）关于地心说和日心说的下列说法中，正确的是A . 地心说的参考系是地球B . 日心说的参考系是太阳C . 地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值D . 日心说是由开普勒提出来的4. （1分）下列说法中正确的是（）A . 同种介质中，光的波长越短，传播速度越快B . 泊松亮斑有力地支持了光的微粒说，杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说C . 某同学在测单摆的周期时将全振动的次数多记了一次，则测出的周期偏大D . 静止在地面上的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆，观察到的长度比杆静止时的短5. （1分） (2019高一下·重庆期中) 当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。

如图所示为火星冲日年份示意图，下列说法正确的是（）A . 火星绕太阳公转线速度大于地球绕太阳公转线速度B . 火星绕太阳公转角速度大于地球绕太阳公转角速度C . 由于统计数据的不完整，两次火星冲日时间可能小于一年D . 相邻两次冲日时间不相等是因为地球、火星公转轨道不是标准圆轨道6. （1分）两个大小相同质量分布均匀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是小铁球2倍的质量分布均匀的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为A . 2FB . 8FC . 4FD . 16F二、解答题 (共1题；共1分)7. （1分）已知登月火箭在离月球表面112km的空中沿圆形轨道运行，周期是120.5min，月球的半径1740km。

6.2太阳与行星间的引力同步练习1．如图是八大行星绕太阳运动的情境，关于太阳对行星的引力说法中正确的是( )A ．太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力B ．太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比C ．太阳对行星的引力规律是由实验得出的D ．太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的2．关于太阳与行星间的引力，下列说法中正确的是（ ）A. 太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是一对平衡力B. 太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是作用力与反作用力的关系C. 太阳与行星间的引力大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的平方成反比D. 以上说法均不对3.引力常量很小，说明了 （ ）A. 万有引力很小B. 万有引力很大C. 只有当物体的质量大到一定程度，物体间才会有万有引力D. 很难察觉到日常接触的物体间有万有引力，是因为它们的质量不很大4．我国于2010年3月5日成功发射了“遥感卫星九号”，在绕地球运行的过程中，该卫星受到地球引力的大小A. 只与地球的质量有关B. 只与卫星的质量有关C. 与地球和卫星的质量均有关D. 与地球和卫星的质量均无关5. 根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动的知识知：太阳对行星的引力F ∝，行星对太阳的引力F ′∝，其中M 、m 、r 分别为太阳、行星质量和太阳与行星间的距离，下列说法正确的是( ) A. 由F ′∝和F ∝，F ∶F ′＝m ∶M2m r2M r 2M r 2m rB. 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6.下列说法正确的是( )A．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式F＝mv2r，这个关系式实际上是牛顿第二定律，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＝2πrT，这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由线速度的定义式得来的C．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式r3T2＝k，这个关系式是开普勒第三定律，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B .行星受太阳的引力都相同D .质量越大的行星受太阳的引力一定越大8.对于太阳与行星间的引力表达式F＝G Mmr2，下列说法错误的是( )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9.已知太阳光从太阳射到地球需要500s，地球绕太阳的公转周期约为3.2×107s，地球的质量约为6×1024kg．求太阳对地球的引力为多大？（答案只需保留一位有效数字）参考答案1.AD2.BC3.D4.C5. BD6.答案：AB7.答案：C8.答案：C9.答案：3×1022N。