高中物理 第三章 萬有引力定律 第3節(jié) 萬有引力定律的應用 1 深度剖析重力和萬有引力的區(qū)別同步練習 教科版必修2.doc

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第3節(jié) 萬有引力定律的應用1 深度剖析重力和萬有引力的區(qū)別 （答題時間：30分鐘） 1. “神舟十號”飛船再次與“天宮一號”進行交會對接。三位航天員入住“天宮”完成一系列實驗。“神舟十號”與“天宮一號”對接后做勻速圓周運動，運行周期為90分鐘。對接后“天宮一號”的（ ） A. 運行速度大于第一宇宙速度 B. 加速度大于赤道上靜止物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度 C. 角速度為地球同步衛(wèi)星角速度的16倍 D. 航天員可以用天平測出物體的質(zhì)量 2. “神舟三號”飛船順利發(fā)射升空后，在離地面340km的圓軌道上運行了108圈。關(guān)于“神舟三號”的發(fā)射與“神舟三號”在圓軌道運行的描述，下面說法正確的是（ ） A. 火箭加速發(fā)射升空階段，座椅對宇航員的作用力大于宇航員對座椅的作用力 B. 火箭加速發(fā)射升空階段，宇航員對座椅的作用力大于宇航員的重力 C. “神舟三號”在圓軌道上運行時，宇航員所受的萬有引力遠比在地面上小，可以忽略 D. 飛船內(nèi)所有物體在繞地球做勻速圓周運動，它們所需要的向心力由萬有引力提供 3. 關(guān)于萬有引力定律及其表達式，下列說法中正確的是（ ） A. 對于不同物體，G取值不同 B. G是萬有引力常量，由實驗測得 C. 兩個物體彼此所受的萬有引力方向相同 D. 兩個物體之間的萬有引力是一對平衡力 4. 已知地球的質(zhì)量為M，月球的質(zhì)量為m，月球繞地球運行的軌道半徑為r，周期為T，萬有引力常量為G，則月球繞地球運轉(zhuǎn)軌道處的重力加速度大小等于（ ） A. 　　 B. 　 C. 　 D. 5. 火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的和，地球表面的重力加速度為g，則火星表面的重力加速度約為（ ） A. 0.2g　　　 B. 0.4g　　 C. 2.5g　　 D. 5g 6. 2010年10月1日，我國成功發(fā)射了“嫦娥二號”探月衛(wèi)星，在衛(wèi)星飛赴月球的過程中，隨著它與月球間距離的減小，月球?qū)λ娜f有引力將（ ） A. 變小 B. 變大 C. 先變小后變大 D. 先變大后變小 7. 中子星是恒星演化過程的一種可能結(jié)果，它的密度很大?，F(xiàn)有一中子星，觀測到它的自轉(zhuǎn)周期為T＝s。問該中子星的最小密度應是多少才能維持該星的穩(wěn)定，不致因自轉(zhuǎn)而瓦解。計算時星體可視為均勻球體。（引力常數(shù)G＝6.67/kg） 8. 由于地球自轉(zhuǎn)的影響，地球表面的重力加速度會隨緯度的變化而有所不同。已知地球表面兩極處的重力加速度大小為g0，在赤道處的重力加速度大小為g，地球自轉(zhuǎn)的周期為T，引力常量為G。假設地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體。求： （1）質(zhì)量為m的物體在地球北極所受地球?qū)λ娜f有引力的大?。? （2）地球的半徑； （3）地球的密度。  1. BC 解析：第一宇宙速度為近地軌道上的運行速度，軌道半徑等于地球半徑，因為“天宮一號”軌道半徑大于地球半徑，根據(jù)，故其速度小于第一宇宙速度，故A錯誤；赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度，“天宮一號”的加速度，根據(jù)軌道半徑和周期關(guān)系，可知天宮一號加速度大于赤道上靜止物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度，故B正確；根據(jù)，則：，所以C正確；在“天宮一號”上航天員等物體均處于完全失重狀態(tài)，天平不能使用，故D錯誤。故選BC。 2. BD 解析：火箭加速發(fā)射升空階段，加速度向上，宇航員處于超重狀態(tài)，所以宇航員對座椅的作用力大于宇航員的重力，而座椅對宇航員的作用力和宇航員對座椅的作用力是一對相互作用力，故大小相等，所以A錯誤B正確；“神舟三號”在圓軌道上運行時，宇航員所受的萬有引力完全充當向心力，不能忽略，C錯誤D正確 3. B 解析：公式中的G是引力常量，適用于任何物體，故A錯誤；G是萬有引力常量，是由卡文迪許通過實驗測出的，故B正確；兩個物體間的萬有引力遵守牛頓第三定律，總是大小相等，方向相反，是一對作用力和反作用力。故CD錯誤； 4. BD 解析：月球繞地球做勻速圓周運動，由地球的萬有引力提供月球的向心力，則有：解得：，故BD正確。 5. B 解析：根據(jù)星球表面的萬有引力等于重力得：，解得：；火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的和，所以火星表面的重力加速度： ，故B正確。 6. B 解析：根據(jù)萬有引力定律，萬有引力與物體之間的距離的二次方成反比，故在衛(wèi)星飛赴月球的過程中，隨著它與月球間距離r的減小，月球?qū)λ娜f有引力F將變大，故B正確， 7. 解：設想中子星赤道處一小塊物質(zhì)，只有當它受到的萬有引力大于或等于它隨星體所需的向心力時，中子星才不會瓦解。 設中子星的密度為，質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)角速度為，位于赤道處的小物塊質(zhì)量為m， 則由萬有引力定律有，而 由以上各式得，代入數(shù)據(jù)解得： 8. 解：（1）質(zhì)量為m的物體在兩極所受地球的引力等于其所受的重力。 即F＝mg0。 （2）設地球的質(zhì)量為M，半徑為R，在赤道處隨地球做圓周運動物體的質(zhì)量為m。 物體在赤道處隨地球自轉(zhuǎn)做圓周運動的周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期，軌道半徑等于地球半徑。 根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律有 －mg＝mR 在赤道的物體所受地球的引力等于其在兩極所受的重力，即＝mg0 解得 R＝。 （3）因為，所以 又因地球的體積V＝，所以 。