物理高一必修2万有引力定律同步练习题

第七章 万有引力与宇宙航行2 万有引力定律基础过关练题组一 对太阳与行星间引力的理解1.(多选)根据开普勒行星运动定律和圆周运动知识知:太阳对行星的引力F ∝mr 2,行星对太阳的引力F'∝Mr2,其中M 、m 、r 分别为太阳、行星的质量和太阳与行星间的距离。

下列说法正确的是( ) A.由F ∝mr2和F'∝Mr2知F ∶F'=m ∶MB.F 和F'大小相等,是一对作用力与反作用力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2.(多选)关于太阳与行星间的引力,下列说法中正确的是( )A.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B.行星绕太阳沿椭圆轨道运动时,在从近日点向远日点运动时所受引力变小C.由F=GM 太m r 2可知G=Fr 2M 太m,由此可见G 与F 和r 2的乘积成正比,与M 太和m 的乘积成反比D.行星绕太阳运动的椭圆轨道可近似看成圆轨道,行星做圆周运动的向心力来源于太阳对行星的引力题组二 对万有引力定律的理解3.(2020河北唐山十一中高二上期中)(多选)关于物体间的万有引力的表达式F=Gm 1m 2r 2,下列说法正确的是( )A.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B.当两物体间的距离r 趋于零时,万有引力趋于无穷大C.两个物体间的万有引力总是大小相等的,而与m 1和m 2是否相等无关D.两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相反的,是一对平衡力4.(2019北京东城高一上期末)两个质点之间万有引力的大小为F,如果将这两个质点之间的距离变为原来的2倍,那么它们之间万有引力的大小变为( ) A.2FB.4FC.F2D.F45.(2019广东佛山高一下期中)如图所示,O1、O2两球间的距离为r,两球的质量分布均匀,大小分别为m1、m2,半径分别为r1、r2,则两球间的万有引力大小为( )A.G m1m2r2B.G m1m2r12C.G m1m2(r1+r2)2D.G m1m2(r1+r2+r)26.(2019福建泉州高一下期末)(多选)要使两物体间的万有引力减小到原来的14,下列办法可采用的是( )A.使两物体的质量各减小一半,距离不变B.使其中一个物体的质量减小到原来的14,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它们的质量都减为原来的14题组三万有引力和重力的关系7.关于万有引力F=G m1m2r2和重力,下列说法正确的是( )A.公式中的G是一个比例常数,没有单位B.到地心距离等于地球半径2倍处的重力加速度为地面重力加速度的14C.相互作用的两物体受到的万有引力是一对平衡力D.若两物体的质量不变,它们间的距离减小到原来的一半,它们间的万有引力也变为原来的一半8.(2020浙江杭州余杭第二高级中学高一下月考)设地球表面的重力加速度为g0,物体在距离地球表面3R(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gg0为( )A.1B.19C.14D.1169.(2020四川石室中学高三期中)研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。

7.2万有引力定律一、单选题1．物理学中的自由落体规律、万有引力定律是由不同的物理学家探究发现的，他们依次是（ ）A ．牛顿，哥白尼B ．卡文选许、安培C ．伽利略、牛顿D ．开普勒，牛顿2．在物理学发展过程中，许多物理学家做出了贡献，他们的科学发现和所采用的科学方法推动了人类社会的进步。

以下说法不正确．．．的是（ ）A ．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了控制变量法B ．牛顿利用“轻重不同的物体捆绑在一起后下落与单个物体分别下落时快慢”的比较推理，推翻了亚里士多德“重的物体下落快、轻的物体下落慢”的结论C ．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了微元法D ．卡文迪许用扭秤实验，测出了万有引力常量，他使用了微小作用放大法 3．对于质量为1m 和2m 的两个物体间的万有引力的表达122m m F Gr =，下列说法正确的是（ ）A ．人与人之间并没有感受到引力，所以万有引力只存在于特殊物体之间B ．当两物体间的距离r 趋于零时，万有引力无穷大C ．1m 和2m 之间相互吸引的力总是相等的，与1m 、2m 是否相等无关D ．两个物体间的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力4．已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。

假设火星是半径为R 的质量分布均匀的球体，在火星内挖一半径为r （r R <）的球形内切空腔，如图所示。

现将一小石块从切点处由静止释放，则小石块在空腔内将做（ ）A ．匀加速直线运动B ．加速度变大的直线运动C ．匀加速曲线运动D ．加速度变大的曲线运动5．假设沿地轴的方向凿通一条贯穿地球两极的隧道，隧道极窄，地球仍可看作一个球心为O 、半径为R 、质量分布均匀的球体。

从隧道口P 点由静止释放一小球，下列说法正确的是（提示：一个带电金属圆球达到静电平衡时，电荷均匀分布在球外表面，球内部场强处处为0，外部某点场强与一个位于球心、与球所带电荷量相等的点电荷在该点产生的场强相同。

课时作业(九)万有引力定律一、单项选择题1．重力是由万有引力产生的，以下说法中正确的是()A．同一物体在地球上任何地方其重力都一样B．物体从地球表面移到高空中，其重力变大C．同一物体在赤道上的重力比在两极处小些D．绕地球做圆周运动的飞船中的物体处于失重状态，不受地球的引力解析：由于地球自转同一物体在不同纬度受到的重力不同，在赤道最小，两极最大，C正确．答案：C2．关于万有引力定律和引力常量的发现，下面说法中正确的是()A．万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由伽利略测定的B．万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的C．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由胡克测定的D．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的解析：本题考查物理学史．万有引力定律是牛顿发现的，卡文迪许首先精确的测定了引力常量，D正确．答案：D3．精确地测量重力加速度的值为g，由月球与地球之间的距离和月球公转的周期可计算出月球运动的向心加速度为 a.又已知月球的轨道半径为地球半径的60倍，若计算出ag＝13 600，则下面的说法中正确的是() A．地球物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质的力B．地面物体所受地球的引力与力不是同一种性质的力C．地面物体所受地球的引力只与物体的质量有关，即G＝mgD．月球所受地球的引力除与月球质量有关外，还与地球质量有关解析：通过完全独立的途径得出相同的结果，证明了地球表面上的物体所受地球的引力和星球之间的引力是同一种性质的力．物体的运动规律是由所受力的规律决定的，相同性质的力产生相同性质的加速度．答案：A4．在某次测定引力常量的实验中，两金属球的质量分别为m1和m2，球心间的距离为r，若测得两金属球间的万有引力大小为F，则此次实验得到的引力常量为()A.Frm1m2B.Fr2m1m2C.m1m2FrD.m1m2Fr2解析：根据万有引力定律可得F＝G m1m2r2，所以G＝Fr2m1m2，B正确，A、C、D错误．答案：B5．(2017·福州高一检测)火箭在高空某处所受的引力为它在地面某处所受引力的一半，则火箭离地面的高度与地球半径之比为()A．(2＋1)：1 B．(2－1)：1C.2：1 D．1：2解析：设地球半径为R，火箭的高度为h，由万有引力定律得在地面上所受的引力F1＝G MmR2，在高处所受的引力F2＝G Mm R＋h2，F2＝12F1，即R2R＋h2＝12，所以h＝(2－1)R.故选项B正确．答案：B6．如图所示，一个质量均匀分布的半径为R的球体对球外质点P的万有引力为F.如果在球体中央挖去半径为r的一部分球体，且r＝R2，则原球体剩余部分对质点P的万有引力变为()A.F2B.F8C.7F8D.F4解析：利用填补法来分析此题．原来物体间的万有引力为F，挖去半径为R2的球的质量为原来球的质量的18，其他条件不变，故剩余部分对质点P的引力为F－F8＝78F，故选项C正确．答案：C二、多项选择题7．下列对万有引力和万有引力定律的理解正确的有()A．不能看作质点的两物体之间不存在相互作用的引力B．可看作质点的两物体间的引力可用F＝G m1m2r2计算C．由F＝G m1m2r2知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大，紧靠在一起时，万有引力无穷大D．引力常量的大小首先是由卡文迪许测出来的，约等于6.67×10－11N·m2/kg2解析：只有可看作质点的两物体间的引力可用F＝G m1m2r2计算，但是不能看作质点的两个物体之间依然有万有引力，只是不能用此公式计算，选项A 错误、B正确；万有引力随物体间距离的减小而增大，但是当距离比较近时，计算公式就不再适用，所以说万有引力无穷大是错误的，选项C错误；引力常量的大小首先是由卡文迪许通过扭秤装置测出来的，约等于6.67×10－11N·m2/kg2，选项D正确．答案：BD8．(2017·厦门高一检测)如图所示，P、Q为质量均为m的两个质点，分别置于地球表面上的不同纬度上，如果把地球看成一个均匀球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()A．P、Q受地球引力大小相等B．P、Q做圆周运动的向心力大小相等C．P、Q做圆周运动的角速度大小相等D．P受地球引力大于Q所受地球引力解析：计算均匀球体与质点间的万有引力时，r为球心到质点的距离，因为P、Q到地球球心的距离相同，根据F＝G Mmr2，P、Q受地球引力大小相等．P、Q随地球自转，角速度相同，但轨道半径不同，根据F n＝mrω2，P、Q做圆周运动的向心力大小不同．综上所述，选项A、C正确．答案：AC9．如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M、半径为R.下列说法正确的是()A．地球对一颗卫星的引力大小为GMm r－R2B．一颗卫星对地球的引力大小为GMmr2C．两颗卫星之间的引力大小为Gm23r2D．三颗卫星对地球引力的合力大小为3GMmr2解析：地球与卫星之间的距离应为地心与卫星之间的距离，选项A错误，选项B正确；两颗相邻卫星与地球球心的连线成120°角，间距为3r，代入数据得，两颗卫星之间引力大小为Gm23r2，选项C正确；三颗卫星对地球引力的合力为零，选项D错误．答案：BC10．据报道，美国发射的“月球勘测轨道器”(LRO)每天在50 km的高度穿越月球两极上空10次．若以T表示LRO在离月球表面高度h处的轨道上做匀速圆周运动的周期，以R表示月球的半径，则()A．LRO运行时的向心加速度为4π2RT2B．LRO运行时的向心加速度为4π2R＋h T2C．月球表面的重力加速度为4π2RT2D．月球表面的重力加速度为4π2R＋h3T2R2解析：向心加速度a＝r\a\vs4\al\co1(\f(2πT))2，其中r为匀速圆周运动的轨道半径，所以LRO运行时的向心加速度为4π2R＋h T2，故A错误、B 正确．根据万有引力提供向心力得G Mm R＋h2＝m(R＋h)4π2T2，根据万有引力等于重力得G Mm′R2＝m′g，解得月球表面的重力加速度g＝4π2R ＋h3T2R2，故C错误、D正确．答案：BD11．月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的16，一个质量为600 kg 的飞行器到达月球后()A．在月球上的质量仍为600 kgB．在月球表面上的重力为980 NC．在月球表面上方的高空中重力小于980 ND．在月球上的质量将小于600 kg解析：物体的质量与物体所处的位置及运动状态无关，故A对、D错；由题意可知，物体在月球表面上受到的重力为地球表面上重力的16，即F＝16mg＝16×600×9.8 N＝980 N，故B对；在星球表面，物体的重力可近似认为等于物体所受的万有引力，由F＝G m1m2r2知，r增大时，引力F减小．故C对．答案：ABC三、非选择题12．宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处．(取地球表面重力加速度g＝10 m/s2，空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g′.(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星：R地＝1：4，求该星球的质量与地球质量之比M星：M地．解析：(1)依据竖直上抛运动规律可知，地面上竖直上抛小球落回原地经历的时间为t＝2v0g.在该星球表面上竖直上抛的小球落回原地所用时间为5t＝2v0g′，所以g′＝15g＝2 m/s2.(2)该星球表面物体所受重力等于其所受该星球的万有引力，则有mg＝G MmR2所以M＝gR2G，可解得M星：M地＝1：80.答案：(1)2 m/s2(2)1：80。

高中物理必修二万有引力定律练习题含答案学校：__________ 班级：__________ 姓名：__________ 考号：__________1. 发现万有引力定律的科学家是（）A.开普勒B.伽利略C.牛顿D.卡文迪许2. 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，以下说法错误的是（）A.接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想B.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F∝m的结论C.根据F∝mr2和牛顿第三定律，进而得出F∝m1m2r2D.根据大量实验数据得出了比例系数G的大小3. 下列叙述中正确的是（）A.牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量B.万有引力常量的单位是N⋅m2/kg2C.我们平时很难觉察到物体间的引力，这是由于一般物体间没有万有引力作用D.万有引力常量的数值是人为规定的4. 关于引力常量G，下列说法正确的是（）A.牛顿发现万有引力时，给出了引力常量的值B.引力常量G是由实验测得的，是开普勒测定的C.引力常量G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，不易测出来D.由万有引力定律公式F=G m1m2r2．可得G=Fr2m1m2，于是可知：引力常量G与两物体之间距离的平方成正比，与两物体质量的乘积成反比，其大小与单位制的选择有关5. 人类对天体运动的认识有着漫长艰难的过程，如日心说和地心说．下列说法不正确⋅的是（）A.地心说认为地球处于宇宙的中心静止不动，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动B.日心说认为太阳是宇宙的中心且静止不动，地球和其他行星都绕太阳运动C.在天文学史上，虽然日心说最终战胜了地心说，但地心说更符合人们的直接经验D.哥白尼经过长期观测和研究，提出了地心说，开普勒在总结前人大量观测资料的基础上，提出了日心说6. 下列说法错误的是（）A.海王星是人们依据万有引力定律计算出其轨道而发现的B.牛顿发现万有引力定律时，给出了万有引力常量的值C.万有引力常量是卡文迪许通过实验测出的D.万有引力常量的测定，使人们可以测出天体的质量7. 下列说法错误的是（）A.引力常量很小，所以难察觉到日常接触的物体间有万有引力，因为它们的质量不是很大B.卡文迪许用实验的方法测出引力常量C.引力常量在数值上等于两个质量为1kg的物体相距1m时的相互吸引力D.牛顿发现了万有引力定律时，并测出了引力常量的值8. 牛顿在发现万有引力定律的过程中没有被用到的规律和结论是（）A.牛顿第二定律B.牛顿第三定律C.开普勒的研究成果D.卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常数9. 许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、模型法、类比法和科学假说法，等等。

第6章 第3节 万有引力定律基础夯实1．(2011·北京日坛中学高一检测)下列关于天文学发展历史说法正确的是( ) A ．哥白尼建立了日心说，并且现代天文学证明太阳就是宇宙的中心B ．开普勒提出绕同一恒星运行的行星轨道的半长轴的平方跟公转周期的立方之比都相等C ．牛顿建立了万有引力定律，该定律可计算任何两个有质量的物体之间的引力D ．卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量G ，其在国际单位制中的单位是：Nm 2/kg 2 答案：D2．(2011·南京六中高一检测)一颗人造卫星在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M ，地球的半径为R ，卫星的质量为m ，卫星离地面的高度为h ，引力常量G ，则地球对卫星的万有引力大小为( )A ．GMm(R ＋h )2B ．GMmR 2C ．G Mm h 2D ．G Mm R ＋h答案：A3．苹果落向地球，而不是地球向上碰到苹果，对此论断的正确解释是( )A ．由于地球质量比苹果质量大得多，地球对苹果的引力比苹果对地球的引力大得多造成的B ．由于地球对苹果的引力作用，而苹果对地球无引力作用造成的C ．由于苹果对地球的引力和地球对苹果的引力大小相等，但地球的质量远远大于苹果，地球不能产生明显的加速度D ．以上解释都不对 答案：C解析：苹果与地球之间的吸引力是相互的，它们大小相等；在相同的力作用下，质量越大物体加速度越小．4．(2011·江苏盐城中学高一检测)2010年10月1日，我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星，在卫星飞赴月球的过程中，随着它与月球间距离的减小，月球对它的万有引力将( )A ．变小B ．变大C ．先变小后变大D ．先变大后变小答案：B5．(上海外国语学校高一检测)已知地球半径为R ，将一物体从地面发射至离地面高h 处时，物体所受万有引力减少到原来的一半，则h 为( )A ．RB ．2R C.2R D ．(2－1)R答案：D解析：根据万有引力定律，F ＝G mM R 2，F ′＝G mM (R ＋h )2＝12F ，代入可求解得结论．6．引力常量为G ，地球质量为M ，把地球当作球体，半径为R ，忽略地球的自转，则地球表面的重力加速度大小为( )A ．g ＝GMRB ．g ＝GRC ．g ＝GM R2 D ．缺少条件，无法算出地面重力加速度 答案：C解析：在地球表面附近G Mm R 2＝mg ，∴g ＝GMR27．(2010·扬州高一检测)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30°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 答案：A解析：由F ＝G MmR 2可知，物体在地球表面任何位置受到地球的引力都相等，此引力的两个分力一个是物体的重力，另一个是物体随地球自转的向心力．在赤道上，向心力最大，重力最小，A 对．地表各处的角速度均等于地球自转的角速度，B 错．地球上只有赤道上的物体向心加速度指向地心，其他位置的向心加速度均不指向地心，C 错．地面上物体随地球自转的向心力是万有引力与地面支持力的合力，D 错．8．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.答案：100 436解析：地球表面的重力加速度g 地＝GM 地R 地2①火星表面的重力加速度g 火＝GM 火R 火2②由①②：g 火＝R 地2M 火R 火2M 地·g 地＝22×19×9.8m/s 2＝4.36m/s 2物体在火星上的重力：mg 火＝100×4.36N ＝436N.9．(广西鸿鸣中学高一检测)在一次测定引力常量的实验里，已知一个质量是0.50kg 的球．以2.6×10－10N 的力吸引另一个质量是12.8×10－3kg 的球．这两个球相距4.0×10－2m ，地球表面的重力加速度是9.8m/s 2，地球直径是12.8×103km.根据这些数据计算引力常量．答案：6.5×10－11N·m 2/kg 2解析：(1)对两球应用万有引力定律，∵F ＝G m 1m2r2∴G ＝Fr 2m 1m 2＝2.6×10－10×(4.0×10－2)20.50×12.8×10－3N·m 2/kg 2 ＝6.5×10－11N·m 2/kg 2能力提升1．两艘质量各为1×107kg 的轮船相距100m 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 m 1m2r2F 引＝0.667N 相当于一个鸡蛋的重力量级．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6.4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( )A ．0.5B ．2C ．3.2D ．4答案：B解析：若地球质量为M 0，则“宜居”行星质量为M ＝6.4M 0，由mg ＝G Mm r 2得：g g ′＝M 0r 02·r2M ＝600960所以r r 0＝600M960M 0＝600×6.4M 0960M 0＝2.3．(吉林一中高一检测)地球和火星的质量之比M 地 M 火＝8 1，半径比R 地 R 火＝2 1，表面动摩擦因数均为0.5，用一根绳在地球上拖动一个箱子，箱子获得10m/s 2的最大加速度，将此箱和绳送上火星表面，仍用该绳子拖动木箱，则木箱产生的最大加速度为( )A ．10m/s 2B ．12.5m/s 2C ．7.5m/s 2D ．15m/s 2答案：B解析：g 地g 火＝M 地·r 火2M 火·r 地2＝2，F －μmg 地＝ma 地，F －μmg 火＝ma 火由上面各式解得a 火＝12.5m/s 2.4．(吉林一中高一检测)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16，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 ．撇铅球的水平距离变为原来的6倍 答案：AC5．(广西鸿鸣中学高一检测)1990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R ＝6400km ，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( )A ．400g B.1400g C ．20g D.120g 答案：B解析：由g ＝GM R 2，得g ′g ＝mR 2Mr 2＝43πr 3ρR243πR 3ρr 2＝r R ＝1400，∴g ′＝1400. 6．质量为60kg 的宇航员，他在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上绕地球运行时，他所受地球吸引力是__________N ，这时他对卫星中的座椅的压力为____________N ．(设地面上重力加速度g ＝9.8m/s 2)．答案：147 0解析：在地球表面mg ＝G Mm R 2，在离地面高度等于h 处，mg ′＝G Mm(R ＋h )2，当h ＝R 时mg ′＝14mg ＝147N.由于万有引力全部作为向心力，宇航员处于完全失重状态，他对卫星中的座椅的压力为零．7．已知月球质量是地球质量的1/81，月球半径是地球半径的1/3.8(1)在月球和地球表面附近，以同样的初速度分别竖直上抛一个物体时，上升的最大高度之比是多少？(2)在距月球和地球表面相同高度处(此高度较小)，以同样的初速度分别水平抛出一个物体时，物体的水平射程之比为多少？答案：(1)5.6 (2)2.37解析：(1)在月球和地球表面附近竖直上抛的物体都做匀减速直线运动，其上升的最大高度分别为：h 月＝v 02/2g 月，h 地＝v 02/2g 地．式中，g 月和g 地是月球表面和地球表面附近的重力加速度，根据万有引力定律得：g 月＝GM 月R 月2，g 地＝GM 地R 地2于是得上升的最大高度之比为： h 月h 地＝g 地g 月＝M 地R 月2M 月R 地2＝81×(13.8)2＝5.6. (2)设抛出点的高度为H ，初速度为v 0，在月球和地球表面附近做平抛运动的物体在竖直方向做自由落体运动，从抛出到落地所用时间分别为：t 月＝2Hg 月，t 地＝2H g 地在水平方向做匀速直线运动，其水平射程之比为 s 月s 地＝v 0t 月v 0t 地＝g 地g 月＝R 月R 地M 地M 月＝93.8＝2.37.。

万有引力定律—元测试题（一）1.选择题1．要使两物体间万有引力减小到原来的1/4,可采取的方法是( )A使两物体的质量各减少一半,距离保持不变2在此过A3A4A5A 1/4B 4倍C 16倍D 64倍6．苹果落向地球,而不是地球向上运动碰到苹果,原因是A由于苹果质量小,对地球的引力小,而地球质量大,对苹果引力大造成的B由于地球对苹果有引力,而苹果对地球无引力造成的C苹果与地球间的引力是大小相等的,由于地球质量极大,不可能产生明显的加速度D以上说法都不对7．关于地球的第一宇宙速度,下列说法中正确的是( )A它是人造地球卫星环绕地球运转的最小速度B它是近地圆行轨道上人造卫星的运行速度C 它是能使卫星进入近地轨道最小发射速度8,其,则9A10可能是( )A一人在南极,一人在北极,两卫星到地球中心的距离一定相等B一人在南极,一人在北极,两卫星到地球中心的距离可以不等,但应成整数倍C两人都在赤道上,两卫星到地球中心的距离一定相等D两人都在赤道上,两卫星到地球中心的距离可以不等,但应成整数倍2．填空题11．一个半径比地球大2倍.质量是地球质量36倍的行星,它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的____________倍12．已知地球半径约为6.4×106M,又知月球绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动,则可估算出月球___地心的距离约为___________M(结果只保留一位有效数字) 13．14，它们15)16以适当? 17．中子星是由中子组成的密集星体,具有极大的密度.已知某中子星的自转角速度W=60πrad/s,为使中子星不因自转而瓦解,其密度至少为多大?又已知某中子星的密度是1×1017 kg/m3，中子星的卫星绕中子星做圆周运动,试求卫星运动的最小周期.参考答案： 1ABC 2C 3BCD 4ABD 5D 6C 7BC 8AC 9AC 10C 11. 4 12. 4*108 13 16km/s14 1：2 1：16 15.M=7.18*1022kg ρ=2.7*103kg/m3 16 6:1 1：3617 .1.3*1014 kg/m3 1.2*10-3s。

6.3万有引力定律一、选择题（本题共17小题）1．图（a ）是用来“显示桌（或支持）面的微小形变”的演示装置；图（b ）是用来“测量万有引力常量”的扭秤。

由图可知，两个实验装置共同的物理思想方法是（ ）A ．极限的思想方法B ．放大的思想方法C ．控制变量的方法D ．猜想的思想方法【答案】B 【详解】两个实验都是通过将微小的变化放大，利于观察测量，都使用了放大的思想方法，故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

2．关于万有引力定律，下列说法中正确的是（ ）A ．牛顿最早测出G 值，使万有引力定律有了真正的实用价值B ．牛顿通过“月地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律C ．由122m m F Gr=可知，距离r 趋于零时，万有引力无限大 D ．引力常量G 值大小与中心天体选择有关 【答案】B 【详解】A ．最早测出G 值的是卡文迪许，不是牛顿，故A 错误；B ．牛顿通过“月地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律，故B 正确；C ．公式122m m F Gr =适用于质点之间的万有引力，当距离r 趋于零时，万有引力公式不再适用，故C 错误；D ．引力常量G 是一个定值，它大小与中心天体选择无关，故D 错误； 故选B 。

3．地球自转产生了昼夜交替的现象，已知地球半径为R ，地球质量为M ，万有引力常量为G ，如果地球自转角速度变大，在赤道水平地面上一个静止的物体对地面压力刚好为零，则此时地球自转的角速度为（ ）A B C D 【答案】C 【详解】赤道水平地面上一个静止的物体对地面压力刚好为零，则22=Mm Gm R Rω 解得ω故选C 。

4．下列关于万有引力定律的说法中不正确的是（ ） A ．万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的B ．公式F =G 122m m r中的G 是一个常量，单位是22m N kg ⋅C ．公式F =G 122m m r 中的r 是指两个质点间的距离或两个均匀球体的球心间的距离 D ．由F =G 122m mr可知，当距离r 趋向于0时，F 趋向于无穷大【答案】D 【详解】A ．万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的，选项A 正确，不符合题意；B ．公式F =G 122m m r中的G 是一个常量，单位是22m N kg ⋅，选项B 正确，不符合题意；C ．公式F =G122m m r中的r 是指两个质点间的距离或两个均匀球体的球心间的距离，选项C 正确，不符D ．当距离r 趋向于0时，万有引力公式不再适应，选项D 错误，符合题意。

万有引力定律 同步练习一、万有引力定律： 221r m m G F = 2211/1067.6kg m N G ⋅⨯=-二、万有引力定律的应用1．解题的相关知识：（1）应用万有引力定律解题的知识常集中于两点：一是天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即222r v m r Mm G =＝r Tm 224πr m 2ω=；二是地球对物体的万有引力近似等于物体的重力，即G 2R mM ＝mg 从而得出GM ＝R 2g 。

（2）圆周运动的有关公式：ω＝T π2，v=ωr 。

1、一个物体在地球表面所受重力为G ，则在距地面高度为地球半径2倍时，所受的引力为（ ）A.G/3B.G/4C.G/9D.G/22、当人造卫星进入轨道做匀速圆周运动后，下列叙述中不正确的是（ ）A.在任何轨道上运动时，地球球心都在卫星的轨道平面内B.卫星运动速度一定不超过7.9 km/sC.卫星内的物体仍受重力作用，并可用弹簧秤直接测出所受重力的大小D.卫星运行时的向心加速度等于卫星轨道所在处的重力加速度3、某人造卫星运动的轨道可近似看作是以地心为中心的圆．由于阻力作用，人造卫星到地心的距离从r1慢慢变到r2，用EKl 、EK2分别表示卫星在这两个轨道上的动能，则A 、r1<r2，EK1<EK2B 、r1>r2，EK1<EK2C 、r1<r2，Ek1> EK2D 、r1>r2，EK1>EK24、关于同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星，有关说法正确的是（ ） ①同步卫星不绕地球运动 ②同步卫星绕地球运动的周期等于地球自转的周期③同步卫星只能在赤道的正上方 ④同步卫星可以在地面上任一点的正上方 ⑤同步卫星离地面的高度一定 ⑥同步卫星离地面的高度可按需要选择不同的A ．①③⑤B ．②④⑥C ．①④⑥ Ｄ．②③⑤5. 假如一做圆周运动的人造卫星的轨道半径r 增为原来的2倍，则 （ ）A ．据v=r ω可知，卫星的线速度将变为原来的2倍B ．据F=mv2/r 可知，卫星所受的向心力减为原来的1/2C ．据F=GmM/r2可知，地球提供的向心力减为原来的1/4D ．由GmM/r2=m ω2r 可知，卫星的角速度将变为原来的2/4倍6、已知地球半径为R ，质量为M ，地面附近的重力加速度为g ，万有引力恒量为G 。

1 / 7高一物理第二学期6.3万有引力定律基础同步练习▲不定项选择题1．下列说法中正确的是( )A ．总结出关于行星运动三条定律的科学家是开普勒B ．总结出万有引力定律的物理学家是伽俐略C ．总结出万有引力定律的物理学家是牛顿D ．第一次精确测量出万有引力常量的物理学家是卡文迪许2．一行星绕恒星作圆周运动，由天文观测可得，其运动周期为T ，速度为v ，引力常量为G ，则A ．恒星的质量为32πv T GB ．行星的质量为2324πv GT C ．行星运动的轨道半径为2πvT D ．行星运动的加速度为2πv T3．发现万有引力定律和首次比较精确地测出引力常量的科学家分别是（）A ．卡文迪许、牛顿B ．牛顿、卡文迪许C ．牛顿、伽利略D ．开普勒、伽利略4．某实心均匀球半径为R ，质量为M ，在球壳外离球面h 高处有一质量为m 的质点，则它们之间万有引力的大小为A ．2m G rB ．2()Mm G R h +C ．2Mm G hD ．22Mm G R h + 5．两个质点之间万有引力的大小为F ，如果将这两个质点之间的距离变为原来的3倍，那么它们之间万有引力的大小变为A ．9FB ．3FC ．F/3D ．F/96．两个质量均匀的球体相距r ，它们之间的万有引力为-810N ，若它们的质量、距离都增加为原来的2倍，则它们间的万有引力为（ ）A ．-810NB ．-8210N ⨯C ．-8410N ⨯D ．-8810N ⨯7．下列说法正确的是（ ）A ．伽利略发现了万有引力定律，并测得了引力常量B ．根据表达式F=G 122m m r可知，当r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C ．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力D ．在由开普勒第三定律得出的表达式32R T=k 中，k 是一个与中心天体有关的常量8．地球质量大约是月球质量的81倍，一飞行器位于地球与月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，飞行器距月球球心的距离与飞行器距地球球心的距离之比为（ ）A ．1:9B ．9:1C ．1:10D ．10:19．甲、乙两个质点间的万有引力大小为F ，若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原来的2倍，同时它们之间的距离减为原来的一半，则甲、乙两物体间的万有引力大小将变为()A ．8FB ．4FC ．FD ．2F10．地质勘探发现某地区表面的重力加速度发生了较大的变化，怀疑地下有空腔区域。

第三章 万有引力定律及其应用 测试题(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得3分，选错或不答的得0分)1．我国古代神话传说中：地上的“凡人”过一年，天上的“神仙”过一天．如果把看到一次日出就当作“一天”，某卫星的运行半径为月球绕地球运行半径的136，则该卫星上的宇航员24 h 内在太空中度过的“天”数约为(已知月球的运行周期为27天)( )A ．1B ．8C ．16D ．242．下列说法中符合开普勒对行星绕太阳运动的描述是( ) A ．行星绕太阳运动时，太阳在椭圆的一个焦点上 B ．所有的行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 C ．行星从近日点向远日点运动时，速率逐渐增大 D ．离太阳越远的行星，公转周期越短3．关于第一宇宙速度，下列说法正确的是( ) A ．是在地面上发射卫星的最小速度B ．是地球卫星做匀速圆周运动的最小运行速度C ．其数值为7.9 m/sD ．其数值为11.2 km/s4．万有引力定律首次揭示了自然界中物体间的一种基本相互作用规律，以下说法正确的是( ) A ．物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的 B ．人造地球卫星离地球越远受到地球的万有引力越大C ．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D ．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 5．若使两质点间的万有引力减小为原来的14，下列办法可采用的是( )A ．使两质点间距离增为原来的4倍，质量不变B ．使两质点的质量都减半，间距减为原来的12C ．使其中一质点的质量减为原来的14，间距不变D ．使两质点的质量和间距都减为原来的146．在下面列举的科学家中，对发现和完善万有引力定律有贡献的是( ) A ．第谷、焦耳 B ．牛顿、卡文迪许 C ．安培、布鲁诺D ．麦克斯韦、法拉第7．人造卫星离地球表面距离等于地球半径R，卫星以速度v沿圆轨道运动，设地面上的重力加速度为g，则( )A．v＝4gR B．v＝2gRC．v＝gR D．v＝gR 28．一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上以初速度v0沿竖直方向抛出一个小球，测得小球经过时间t落回抛出点，已知该星球半径为R，则该星球的第一宇宙速度为( )A. 2v0RtB.v0RtC. v0R2tD．无法确定9．一物体静止在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上．已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为( )A. 4π3GρB.34πGρC. πGρD.3πGρ10．在太空中，两颗靠得很近的星球可以组成双星，他们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线上的某点做周期相同的匀速圆周运动．则下列说法不正确的是( )A．两颗星有相同的角速度B．两颗星的旋转半径与质量成反比C．两颗星的加速度与质量成反比D．两颗星的线速度与质量成正比二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)11.不可回收的航天器在使用后，将成为太空垃圾．如图所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图，对此如下说法中正确的是( )A．离地越低的太空垃圾运行周期越小B．离地越高的太空垃圾运行角速度越小C．由公式v＝gr得，离地越高的太空垃圾运行速率越大D．太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞12．预计我国将于2020年前发射月球登陆车，采集月球表面的一些样本后返回地球．月球登陆车返回时，由月球表面发射后先绕月球在近月圆轨道上飞行，经轨道调整后与停留在较高轨道的轨道舱对接．下列关于此过程的描述正确的是( )A．登陆车在近月圆轨道上运行的周期小于月球自转的周期B．登陆车在近月轨道的加速度大于在较高轨道的轨道舱的加速度C．登陆车与轨道舱对接后由于质量增加若不加速则轨道半径不断减小D．登陆车与轨道舱对接后经减速后才能返回地球13．设地球的质量为M，平均半径为R，自转角速度为ω，引力常量为G，则有关同步卫星的说法正确的是( )A．同步卫星的轨道与地球的赤道在同一平面内B．同步卫星的离地高度为h＝3GM ω2C．同步卫星的离地高度为h＝3GMω2－RD．同步卫星的角速度为ω，线速度大小为3GMω14.澳大利亚科学家近日宣布，在离地球约14光年的红矮星wolf 1061周围发现了三颗行星b、c、d，它们的公转周期分别是5天、18天、67天，公转轨道可视作圆，如图所示．已知万有引力常量为G.下列说法正确的是( )A．可求出b、c的公转半径之比B．可求出c、d的向心加速度之比C．若已知c的公转半径，可求出红矮星的质量D．若已知c的公转半径，可求出红矮星的密度三、非选择题(本题共4小题，共46分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)15．(10分)某星球的质量约为地球质量的9倍，半径为地球半径的一半，若从地球表面高为h处平抛一物体，水平射程为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，水平射程为多少？16．(10分)发射地球同步卫星时，先将卫星发射到距地面高度为h1的近地圆轨道上，在卫星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道，最后在椭圆轨道的远地点B点再次点火将卫星送入同步轨道，如图所示．已知同步卫星的运动周期为T，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响．求：(1)卫星在近地点A 的加速度大小； (2)远地点B 距地面的高度．17．(12分)宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，设每个星体的质量均为m ，四颗星稳定地分布在边长为a 的正方形的四个顶点上，已知这四颗星均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，引力常量为G .(1)求星体做匀速圆周运动的轨道半径；(2)若实验观测得到星体的半径为R ，求星体表面的重力加速度； (3)求星体做匀速圆周运动的周期．18． (14分)已知地球的半径为R ，地球表面的重力加速度大小为g .一颗人造地球卫星沿着离地面高度为R 的圆形轨道绕地球做匀速圆周运动．已知地球表面的物体随地球自转所需要的向心力可不计．求：(1)卫星的向心加速度a n ； (2)卫星绕地球运转的角速度ω； (3)卫星绕地球运转的线速度v . 答案1B 2 A 3A 4C 5C 6B 7D 8A 9D 10D 11AB 12AB 13ACD 14ABC 15 平抛运动水平位移x ＝v 0t ， 竖直位移h ＝12gt 2，解以上两式得x ＝v 0·2hg.由重力等于万有引力mg ＝GMm R 2，得g ＝GM R2. 所以g 星g 地＝M 星M 地⎝ ⎛⎭⎪⎫R 地R 星2＝9×41＝36. x 星x 地＝g 地g 星＝16， x 星＝16x 地＝10 m.答案：10 m16 (1)设地球质量为M ，卫星质量为m ，万有引力常量为G ，卫星在A 点的加速度为a ，由牛顿第二定律得：GMm（R ＋h 1）＝ma ，物体在地球赤道表面上受到的万有引力等于重力，则G MmR2＝mg ，解以上两式得a ＝R 2g（R ＋h 1）2.(2)设远地点B 距地面高度为h 2，卫星受到的万有引力提供向心力得G Mm （R ＋h 2）2＝m 4π2T 2(R ＋h 2)， 解得h 2＝ 3gR 2T 24π2－R .答案：(1)R 2g（R ＋h 1）2 (2) 3gR 2T 24π2－R17 (1)由星体均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动可知，星体做匀速圆周运动的轨道半径r ＝22a .(2)由万有引力定律可知Gmm ′R 2＝m ′g ，则星体表面的重力加速度g ＝G m R2. (3)星体在其他三个星体的万有引力作用下围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，由万有引力定律和向心力公式得．G m 2（2a ）2＋2G m 2a 2cos 45°＝m ·22a ·4π2T 2， 解得周期T ＝2πa2a （4＋2）Gm.答案：(1)22a (2)G mR2 (3)2πa 2a （4＋2）Gm18 (1)设地球的质量为M ，引力常量为G .因为地球表面的物体随地球自转所需要的向心力可忽略不计，故对位于地球表面的质量为m 的物体，有G MmR2＝mg ， 解得g ＝G M R2.对沿轨道运行的人造地球卫星，由万有引力定律和牛顿第二定律可得F ＝GMm（R ＋R ）2＝ma n .解得a n ＝G M 4R 2＝14g .(2)由a n ＝ω2r ＝v 2r，可得ω＝a n r ＝g4×2R ＝142g R.(3)线速度大小为v ＝a n r ＝g4·2R ＝2gR2.1 4g(2)142gR(3)2gR2答案：(1)。

高中物理人教版必修二万有引力定律同步练习班级 姓名 学号( )1．关于行星绕太阳运动的缘由，以下说法中正确的选项是A ．由于行星做匀速圆周运动，故行星不受任何力作用B ．由于行星自转形成的C ．由于遭到太阳的吸引形成的D ．由于遭到其他行星的吸引形成的( ) 2．以下关于行星对太阳的引力的说法中正确的选项是A ．行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力B ．行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量有关C ．太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力D ．行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星距太阳的距离成正比( )3．〔不定项〕设行星绕太阳的运动轨道是圆，行星的质量为m 1， 太阳的质量为m 2，假定行星以速度v ，半径r ，周期为T 作匀速圆周运动，那么行星作圆周运动所需的向心力为A ．r v m F 21=B ．r v m F 22=C ．r T m F 2214π=D ．r T m F 2224π= ( )4．在牛顿发现太阳与行星间引力的进程中，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，这是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是A ．研讨对象的选取B ．理想化进程C ．类比D ．等效( )5．〔不定项〕关于太阳与行星间引力2rMm G F =的以下说法中正确的选项是 A ．公式中的 G 是比例系数，其大小是人为规则的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 ．检验这一规律能否适用于其它天体的方法是比拟观测结果与推理结果的吻合性( )6．关于质量为m 1和质量为m 2的两个物体间的万有引力的表达式F ＝G m 1m 2r 2，以下说法正确的选项是A ．m 1和m 2所受引力总是大小相等的B ．当两物体间的距离r 趋于零时，万有引力趋于无量大C ．当有第3个物体m 3放入m 1、m 2之间时，m 1和m 2间的万有引力将增大D ．m 1和m 2所受的引力性质能够相反，也能够不同( )7．要使两物体(两物体一直可以看做质点)间万有引力减小到原来的18，可采用的方法是 A ．使两物体的质量各减小一半，距离坚持不变B ．使两物体质量各减小一半，距离增至原来的2倍C ．使其中一个物体质量减为原来的12，距离增至原来的2倍 D ．使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的12( )8．由万有引力定律221r m m G F =可知，万有引力恒量G 的单位是A ．N·m 2/kg 2B ．kg 2/N·m 2C ．N·kg 2/m 2D ．m 2/(N·kg)2( )9．质量均为8×106Kg 的两艘轮船相距100m 时，二者之间的万有引力大小与以下哪一个物体的重力大小相当A ．一只蚂蚁B ． 一个鸡蛋C ．一头大象D ． 一个质量为50 Kg 的人( )10．地球质量大约是月球质量的81倍，在登月飞船经过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为A ．1：27B ．1：9C ．1：3D ．9：1( )11．月—地检验的结果说明A ．空中物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质的力B ．空中物体所受地球的引力与月球所受地球的引力不是同一类型的力C ．空中物体所受地球的引力只与物体的质量有关，即G ＝mgD ．月球所受地球的引力只与月球质量有关12．下面是牛顿发现万有引力定律的进程，为了说明的方便，我们把效果简化在圆轨道．．．上停止，请填写其中的空格并完成相关计算。