[精品]新人教版高一物理同步练习题解析6.2太阳与行星间的引力、6.3万有引力定律人教版必修2及答案

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。

第六章 万有引力和航天第二节 太阳与行星间的引力 第三节 万有引力定律（1）1.万有引力定律的内容：自然界中任何两个物体都相互 ，引力的方向在它们的 ，引力的大小与物体的 成正比，与它们 成反比。

万有引力定律的公式：F= ，其中G 叫 ，大小为 ，它是由英国科学家 在实验室里首先测出的。

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，不适用于其他形状的物体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.在万有引力定律的公式122m m F G r 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4.关于引力常量，下列说法正确的是( )A.引力常量是两个质量为1kg 的物体相距1m 时的相互吸引力B.牛顿发现了万有引力定律时，给出了引力常量的值C.引力常量的测出，证明了万有引力的存在D.引力常量的测定，使人们可以测出天体的质量5.如图所示，两球的半径远小于r ，而球质量分布均匀，大小分别为m 1、m 2，则两球间的万有引力的大小为( )122.m m AG r1221.()m m B G r r + 1222.()m m C Gr r + 12212.()m m D G r r r ++ 6.地球质量大约是月球质量的81倍，一飞行器在地球和月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力相等时，这飞行器距地心距离与距月心距离之比为( )A.1:1B.3:1C.6:1D.9:1 7.两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F 。

若两个半径为实心小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为()A.2FB.4FC.8FD.16F 8.假设地球为密度均匀的球体，若保持密度不变，而将半径缩小1／2，那么地面上的物体所受的重力将变为原来的( )A.2倍B.1／2C.4倍D.1／8 9.地球表面的重力加速度为g 0，物体在距地面上方3R 处(R 为地球半径)的重力加速度为g ，那么两个加速度之比g ／g 0等于 () A.1:1B.1:4C.1:9D.1:1610.一个物体在地面所受重力为mg ，近似等于物体所受的万有引力，则以下说法中正确的是(地球半径为R)( )A.离地面高度R 处所受引力为4mgB.离地面高度为R 处所受引力为12mg C.离地面高度为2R 处所受引力为19mg D.离地心12R 处所受引力为4mg 11.一个行星，其半径比地球的半径大2倍，质量是地球的25倍，则它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的( )A.6倍B.4倍C.25／9倍D.12倍 12.火星和地球都可视为球体，火星的质量M 火和地球质量M 地之比/M M p =火地，火星半径R 火和地球半径R 地之比/R R q =火地，那么火星表面处的重力加速度g 火和地球表面处的重力加速度g 地之比/g g 火地等于( )A.p ／q 2B.pq 2C.p ／qD.pq 13.关于开普勒第三定律32R k T= (r 为椭圆轨道的半长轴)中的常数k 的大小，下列说法中正确的是( )A.与行星的质量有关B.与中心天体的质量有关C.与恒星及行星的质量有关D.与中心天体的密度有关14.一个半径比地球大2倍，质量是地球的36倍的行星，它的表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的() A.3倍B.4倍C.6倍D.18倍15.我国发射的“嫦娥一号”探月卫星沿近似于圆形的轨道绕月飞行。

2021-4-29 20XX年复习资料教学复习资料班级：科目：万有引力定律[随堂检测]1．万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律．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解析：选C.物体的重力是由地球的万有引力产生的，万有引力的大小与质量的乘积成正比，与距离的二次方成反比，选项A 、B 错误；人造地球卫星绕地球运动的向心力是由万有引力提供的，选项C 正确；宇宙飞船内的宇航员处于失重状态，是因为宇航员受到的万有引力全部提供了宇航员做圆周运动所需的向心力，选项D 错误．2．一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大小的( )A ．0．25B ．0．5C ．2倍D ．4倍解析：选C.根据万有引力定律得：宇航员在地球上所受的万有引力F 1＝GM 地mR 2地，在星球上所受的万有引力F 2＝GM 星m R 2星，所以F 2F 1＝M 星R 2地M 地R 2星＝12×22＝2，故C 正确．3．某行星可看成一个均匀的球体，密度为ρ，若在其赤道上随行星一起转动的物体对行星表面的压力恰好为零，则该行星的自转周期为(引力常量为G )( )A ．4πG3B ．3πG 4C ．3πρGD ．πρG解析：选C.根据G Mm r 2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r ，可得T ＝2πr 3GM ，将M ＝43πr 3ρ代入，可得T ＝3πρG，故选项C 正确．4．如图所示，一个质量为M 的匀质实心球，半径为R ．如果从球的正中心挖去一个直径为R 的球，放在相距为d 的地方．求两球之间的引力是多大．解析：根据匀质球的质量与其半径的关系M ＝ρ×43πR 3∝R 3，两部分的质量分别为m ＝M 8，M ′＝7M8根据万有引力定律，这时两球之间的引力为F ＝G M ′m d 2＝7GM 264d2．答案：7GM 264d25．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/s 2，空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g ′的大小；(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)设竖直上抛小球初速度为v 0，则v 0＝12gt ＝12g ′×5t ，所以g ′＝15g ＝2 m/s 2．(2)设小球的质量为m ， 则mg ＝GM 地m R 2地，mg ′＝G M 星m R 2星所以M 星∶M 地＝g ′R 2星gR 2地＝15×116＝180．答案：(1)2 m/s 2(2)1∶80[课时作业]一、单项选择题1．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解析：选A.由F ＝G Mm R2可知，若将地球看成球形，则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．2．如图所示，两球的半径小于R ，两球质量均匀分布，质量分别为m 1、m 2，则两球间的万有引力大小为( )A ．Gm 1m 2R 21B ．Gm 1m 2R 22C ．G m 1m 2（R 1＋R 2）2D ．G m 1m 2（R 1＋R 2＋R ）2解析：选D.由万有引力定律公式中“r ”的含义知：r 应为两球心之间的距离，故D 正确．3．两颗行星的质量分别为m 1和m 2，它们绕太阳运行的轨道半径分别是r 1和r 2，若它们只受太阳引力的作用，那么这两颗行星的向心加速度之比为( )A ．1B ．m 2r 1m 1r 2C ．m 1r 2m 2r 1D ．r 22r 21解析：选D.设行星m 1、m 2的向心力分别为F 1、F 2，由太阳与行星之间的作用规律可得：F 1∝m 1r 21，F 2∝m 2r 22，而a 1＝F 1m 1，a 2＝F 2m 2，故a 1a 2＝r 22r 21，D 正确．4．设地球表面重力加速度为g 0，物体在距离地心4R (R 是地球的半径)处，由于地球对物体的万有引力的作用而产生的加速度为g ，则g g 0为( )A ．1B ．19C ．14D ．116解析：选D.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产生，所以有地面上：G Mm R2＝mg 0①离地心4R 处：G Mm（4R ）2＝mg ②由①②两式得gg0＝⎝⎛⎭⎪⎫R4R2＝116．5．2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆．在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描述F随h 变化关系的图象是( )解析：选D.在嫦娥四号探测器“奔向”月球的过程中，根据万有引力定律，可知随着h 的增大，探测器所受的地球引力逐渐减小但并不是均匀减小的，故能够描述F随h变化关系的图象是D.6．某星球的质量约为地球质量的9倍，半径约为地球半径的一半，若从地球表面高h 处平抛一物体，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，射程应为( )A．10 m B．15 mC．90 m D．360 m解析：选A.由平抛运动公式可知，射程x＝v0t＝v02hg，即v0、h相同的条件下x∝1g.又由g＝GMR2，可得g星g地＝M星M地⎝⎛⎭⎪⎫R地R星2＝91×⎝⎛⎭⎪⎫212＝361，所以x星x地＝g地g星＝16，得x星＝10 m，选项A正确．7．两个质量均为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，如图所示，一个质量也为m的物体从O沿OM方向运动，则它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.m在O点时，所受万有引力的合力为0，运动到无限远时，万有引力为0，在距O点不远的任一点，万有引力都不为0，因此D正确．二、多项选择题8．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2．7×107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( )A ．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 解析：选AD.由引力公式F ＝GMm r 2可知，F ∝M r 2，太阳与月球对相同质量海水的引力之比F 太阳F 月球＝1.687 5×102，故选项A 正确，选项B 错误；月球与不同区域海水的距离不同，故吸引力大小有差异，选项C 错误，选项D 正确．9．甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道．以下判断正确的是( )A ．甲的运行周期大于乙的运行周期B ．乙的速度大于第一宇宙速度C ．甲的加速度小于乙的加速度D ．甲在运行时能经过北极的正上方 答案：AC10．质量为m 的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为M ，月球半径为R ，月球表面重力加速度为g ，引力常量为G ，不考虑月球自转的影响，则航天器的( )A ．线速度v ＝GMRB ．角速度ω＝gRC ．运行周期T ＝2πR gD ．向心加速度a ＝Gm R2解析：选AC.根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力和万有引力等于重力得出：GMmR 2＝m v 2R ，得v ＝GM R ，故A 正确；根据mg ＝mω2R ，得ω＝g R ，故B 错误；根据mg ＝m 4π2T2R ，得T ＝2πR g ，故C 正确；根据万有引力提供向心力得G Mm R 2＝ma ，a ＝GMR2，故D 错误． 三、非选择题11．某物体在地面上受到的重力为160 N ，将它放置在卫星中，在卫星以a ＝12g 的加速度随火箭向上加速升空的过程中，当物体与卫星中的支持物的相互挤压的力为90 N 时，卫星距地球表面有多远？(地球半径R 地＝6．4×103km ，g 表示地面处重力加速度，g 取10 m/s 2)解析：卫星在升空过程中可以认为是竖直向上做匀加速直线运动，设卫星离地面的距离为h ，这时受到地球的万有引力为F ＝G Mm（R 地＋h ）2.在地球表面GMmR 2地＝mg ① 在上升至离地面h 时，F N －G Mm（R 地＋h ）2＝ma ．②由①②式得（R 地＋h ）2R 2地＝mgF N －ma ， 则h ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫mg F N －ma －1R 地．③将m ＝16 kg ，F N ＝90 N ，a ＝12g ＝5 m/s 2，R 地＝6．4×103 km ，g ＝10 m/s 2代入③式得h＝1．92×104km ．答案：1.92×104km12．地球赤道上的物体，由于地球自转产生的向心加速度a ＝3．37×10－2m/s 2，赤道上的重力加速度g ＝9．77 m/s 2，试问：(1)质量为1 kg 的物体在地球赤道上所受地球的万有引力为多大？(2)要使在赤道上的物体由于地球的自转而飘起来，地球自转的角速度应加快到实际角速度的多少倍？解析：(1)在赤道上，F 万＝mg ＋F 向＝mg ＋ma ＝9.803 7 N.(2)要使在赤道上的物体由于地球自转而飘起来，则有F 万＝F ′向＝mω20R ， 得ω0＝F 万mR＝ 9．803 7R．ω0为飘起时地球自转的角速度，R 为地球半径．正常情况即实际角速度为ω，则mω2R＝ma ，ω＝a R＝3．37×10－2R，故ω0ω＝ 9．803 73．37×10－2≈17．即自转角速度应加快到实际角速度的17倍． 答案：(1)9.803 7 N (2)17倍结束语同学们，相信梦想是价值的源泉，相信成功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念。

人教版高一物理必修二 6.3万有引力定律（含解析）人教版高一物理必修二第六章第三节6.3万有引力定律（含解析）一、单选题1．有关物理学史，以下说法正确的是( )A．伽利略首创了将实验和逻辑推理相结合的物理学研究方法B．卡文迪许通过库仑扭秤实验总结出点电荷相互作用规律C．法拉第不仅发现电磁感应现象，而且还总结出了电磁感应定律D．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出行星运动的规律并发现了万有引力定律【答案】A【解析】伽利略首创了将实验和逻辑推理相结合的物理学研究方法，选项A正确；库伦通过库仑扭秤实验总结出点电荷相互作用规律，选项B错误；法拉第发现了电磁感应现象，但没有总结出了电磁感应定律，是韦伯和纽曼发现了电磁感应定律，故C错误；开普勒在天文观测数据的基础上，总结出行星运动的规律，牛顿发现了万有引力定律，选项D错误；故选A.2．2018年9月7日将发生海王星冲日现象，海王星冲日是指海王星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与海王星之间。

此时海王星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察。

地球和海王星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，地球一年绕太阳一周，海王星约164.8年绕太阳一周。

则A．地球的公转轨道半径比海王星的公转轨道半径大B．地球的运行速度比海王星的运行速度小C．2019年不会出现海王星冲日现象D．2017年出现过海王星冲日现象【答案】D【解析】地球的公转周期比海王星的公转周期小，根据万有引力提供向心力1 / 122224Mm G m r r T π=，可得：2T =可知地球的公转轨道半径比海王星的公转轨道半径小，故A 错误；根据万有引力提供向心力，有22Mm v G m r r=，解得：v =可知海王星的运行速度比地球的小，故B 错误； T 地＝1年，则T 木＝164.8年，由(ω地－ω木)·t ＝2π，可得距下一次海王星冲日所需时间为： 2 1.01-t πωω=≈地火年，故C 错误、D 正确。

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、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案二、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.。

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1、下面关于太阳对行星的引力的说法正确的是（）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正比C、太阳对行星的引力由实验得出的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、一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星运行速率是地球运行速率的（）A、4倍B、2倍C、0.5倍D、16倍3、九大行星绕太阳运行的轨迹可以粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径如下表所示：A、4年B、40年C、140年D、240年4、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（）A、与行星距太阳间的距离成正比B、与行星距太阳间的距离成反比C、与行星运动的速率的平方成正比D、与行星距太阳的距离的平方成反比5、一群小行星在同一轨道上绕太阳旋转，这些小行星具有（）A、相同的速率B、相同的加速度C、相同的运转周期D、相同的角速度6、哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆，下面说法中正确的是（）A、彗星在近日点的速率大于在远日点速率B、彗星在近日点的向心加速度大于它在远日点的向心加速度C、若彗星的周期为75年，则它的半长轴是地球公转半径的75倍D、彗星在近日点的角速度大于它在远日点的角速度7. 据美联社2002年10月7日报道，天文学家在太阳系的九大行星之外，又发现了一颗比地球小得多的新行星，而且还测得它绕太阳公转的周期为288年，若把它和地球绕太阳公转的轨道都看成是圆，问它到太阳的距离约是地球到太阳距离的多少倍？参考答案：1. 分析：太阳对行星的引力提供行星做圆周运动的向心力，太阳与行星间的引力2rMm F ∞，可知A 正确，B 错误。

太阳对行星的引力规律由开普勒和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来，故D 正确，C 错误。

答案：A D2. 分析：太阳对行星的引力提供向心力5.022====星地地星则r r v v r mv rMm G F 答案：C3. 分析：地球的公转周期为1年，太阳对地球和冥王星的引力提供向心力，则有： 1211211)2(R T m R Mm G π= （1） 2222222)2(R T m R Mm Gπ= （2） 由（1）（2）两式得：240)(31212==R R T T 答案：D4. 分析：太阳与行星间的引力2rMm F ∞，故D 正确 答案：D 5. 分析：由r GM v r mv rMm G F ===,22，小行星的轨道半径相同则速率相同，Ａ正确。

自我检测教师版6.2 太阳与行星间的引力课后巩固提升巩固基础1．下面关于行星对太阳的引力的说法中正确的是（)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，与行星的质量无关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反比解析天体之间的引力是同一种性质力．答案A2．把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周,由火星和地球运动的周期之比可求得( )A．火星和地球的质量之比B．火星和太阳的质量之比C．火星和地球到太阳的距离之比D．火星和地球绕太阳运行的速度大小之比解析由错误!＝错误!T2＝错误!错误!＝错误!由此式可知C选项正确．由错误!＝m错误!，得v2＝错误!由此式可知D选项正确．答案CD3．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．开普勒第三定律解析太阳对行星的引力和行星对太阳的引力是作用力，反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者等大,故C选项正确．答案C4．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．太阳是宇宙的中心，所以行星都绕太阳旋转C．太阳对行星有约束运动的引力作用D．行星对太阳有排斥作用，所以不会落向太阳解析行星能够绕太阳运动,是因为太阳对行星有引力作用，故只有C选项正确．答案C提升能力5．把行星的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＝错误!，则推得（ ）A ．太阳对行星的引力为F ＝k m r 2B ．太阳对行星的引力都相同C ．太阳对行星的引力为F ＝错误!D ．质量越大的行星，太阳对它的引力一定越大解析 太阳对行星的引力提供行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，则F ＝m 错误!，又v ＝错误!，结合T 2＝错误!可得出F 的表达式为F ＝4π2km r 2，则得知F 与m 、r 都有关系，故选项A 、B 、D 错误，选项C 正确．答案 C6．关于太阳与行星间引力的公式F ＝错误!，下列说法正确的是( ）A ．公式中的G 是引力常量，是人为规定的B ．太阳与行星间的引力是一对平衡力C ．公式中的G 是比例系数,与太阳、行星都没有关系D ．公式中的G 是比例系数,与太阳的质量有关解析公式F＝错误!中的G是一个比例系数，它与开普勒第三定律中k＝错误!的常数k不同，G与太阳质量、行星质量都没有关系，而k与太阳质量有关，故C选项正确．答案C7．火星绕太阳的运动可看作匀速圆周运动，火星与太阳间的引力提供火星运动的向心力，已知火星运行的轨道半径为r，运行周期为T，引力常量为G，试写出太阳质量的表达式．解析设太阳质量为M,火星的质量为m.火星与太阳间的引力提供向心力，则有错误!＝错误!,v＝错误!。

6.3 万有引力定律【学习目标】1.了解月地检验，体会猜想的意义。

2016-2017学年高中物理 专题6.2 太阳与行星间的引力（预）（基础版）（含解析）新人教版必修2 3.知道引力常量的数值及其测量的过程。

学.科. 【自主学习】1．月-地检验的结果说明了： 。

2．万有引力定律的内容是：自然界中任何两个物体都 ，引力的大小与物体的质量m 1和m 2的乘积成 ，与它们 成反比。

3．万有引力定律适用于计算________________的万有引力，对于质量均匀分布的球体，仍可以用万有引力定律，公式中的r 为_____________的距离。

另外当两个物体间的距离比它们自身的尺寸大得多的时候，可以把两个物体当作质点，应用万有引力定律进行计算。

4．万有引力定律的表达式 ,其中G ＝ N ·m 2/kg 2,叫做万有引力常量。

它在数值上等于两个质量都是_____kg 的物体相距_______时的相互吸引力，它是由英国科学家___________在实验室里测出的。

1．关于万有引力122m m F Gr 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 ． m 1、m 2 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 【答案】B试题分析：本题考查万有引力定律公式的应用，围绕着公式展开就行了。

【名师点睛】本题做题的关键就是对万有引力定律公式的理解和应用，应清楚每一个物理量的意义。

物体间的万有引力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上，要注意与平衡力的区别。

2．若有一星球密度与地球密度相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的3倍，则该星球质量是地球质量的（ ）A.0.5倍B.3倍C.27倍D.9倍 【答案】C 【解析】试题分析: 根据万有引力等于重力，列出等式：2Mm Gmg r =，得：2Mg G r=，其中M 是任一星球的质量，r 应该是物体在某位置到星球球心的距离．根据密度与质量关系得343M r ρπ=⋅，则得：43g r ρπ=⋅，星球的密度跟地球密度相同，星球的表面重力加速度是地球表面重力加速度的3倍，所以星球的半径也是地球的3倍，所以再根据343M r ρπ=⋅得：星球质量是地球质量的27倍．故选C ．【名师点睛】求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较．3．两个密度均匀的球体，相距r ，它们之间的万有引力为10－8N ，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. 10－8N B. 0.25×10－8N C. 4×10－8N D. 10－4N 【答案】A4．一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它在地球上所受万有引力的( )A. 0.25倍B. 0.5倍C. 2倍D. 4倍 【答案】C【解析】设地球质量为M ，半径为R ，宇航员的质量为m ，可知地球对宇航员的万有引力2Mm F G R =，该星球对宇航员的万有引力2212'2212MmMm F G G F R R ===⎛⎫⎪⎝⎭，故C 正确． 5．（多选）已知引力常数G 与下列哪些数据，可以计算出地球密度（ ）A ．地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离B ．月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径C ．人造地球卫星在地面附近绕行运行周期D ．若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度 【答案】CD【名师点睛】本题考查了万有引力定律在天体中的应用，解题的关键在于找出向心力的来源，并能列出等式22224GMm m r v m mg r T rπ⋅===，根据需要选择合适的式子求解物理量进行解题。

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 。