第七章第二节 万有引力定律——高一物理人教版(2019)必修第二册洞悉课后习题
【教材课后习题】
1.既然任何物体间都存在着引力,为什么当两个人接近时他们不会吸在一起?我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力?请你根据实际情况,应用合理的数据,通过计算说明以上两个问题。
2.大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系外离地球最近的星系(很遗憾,在北半球看不见)。大麦哲伦云的质量为太阳质量的倍,即,小麦哲伦云的质量为太阳质量的倍,两者相距光年,求它们之间上午引力。
3.太阳质量大约是月球质量的倍,太阳到地球的距离大约是月球到地球距离的倍,试比较太阳和月球对地球的引力。
4.木星的卫星中有4颗是伽利略发现的,称为伽利略卫星,其中三颗卫星的周期之比为1:2:4。小华同学打算根据万有引力的知识计算木卫二绕木星运动的周期,她收集到了如下一些数据。木卫二的数据:质量、绕木星做匀速圆周运动的轨道半径。
木星的数据:质量、半径、自转周期9.8 h。
但她不知道应该怎样做,请你帮助她完成木卫二运动周期的计算。
【定点变式训练】
5.两个质点相距r时,它们之间的万有引力为F,若它们间的距离缩短为,其中一个质点的质量变为原来的2倍,另一质点质量保持不变,则它们之间的万有引力为( )
A.2F B.4F C.8F D.16F
6.已知地球的半径为R,一物体在地球表面处受到地球的万有引力大小为F,地球可视为质量均匀分布的球体,则此物体在距地面高度为R处时受到地球的万有引力大小为( )
A.4F B.2F C. D.
7.下列说法中正确的是( )
A.两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反,是一对作用力与反作用力
B.根据表达式可知,当r趋近于零时,万有引力趋近于无穷大
C.牛顿发现了万有引力定律,并测出了引力常量G
D.开普勒第三定律得出的表达式,其中k是一个与中心天体无关的常量
8.2021年5月15日,我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功软着陆。用h表示着陆器与火星表面的距离,用F表示它所受的火星引力大小,则在着陆器从火星上空向火星表面软着陆的过程中,能够描述F随h变化关系的大致图像是( )
A. B.
C. D.
9.月球在如图所示的轨道上绕地球运行,近地点、远地点受地球的万有引力分别为,则的大小关系是( )
A. B. C. D.无法确定
答案以及解析
1.答案:见解析
解析:解:假设两个人的质量都为60 kg,相距1 m,则他们之间的万有引力为。
这样小的力我们是无法察觉的,所以我们通常分析物体的受力时不需要考虑物体间的万有引力。
2.答案:
解析:解:根据万有引力定律
可见天体之间的万有引力是很大的。
3.答案:见解析
解析:解:根据万有引力定律
。
太阳对地球的引力约是月球对地球的引力的178倍。
4.答案:见解析
解析:解:根据万有引力提供向心力,有
可以利用的数据有木星的质量
木卫二的轨道半径,已知量
代入数据解得。
5.答案:C
解析:两个质点相距r时,它们之间的万有引力为,若它们间的距离缩短为,其中一个质点的质量变为原来的2倍,则它们之间的万有引力为,故C正确,ABD错误。
故选:C。
6.答案:C
解析:设地球质量为M,物体质量为m,根据万有引力定律可得,此物体在距地面高度为处时受到地球的万有引力大小为,故选C。
7.答案:A
解析:A.两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反,是一对作用力与反作用力,选项A正确;
B.根据表达式
可知,当r趋近于零时,万有引力定律不再适用,选项B错误;
C.牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许测出了引力常量G,选项C错误;
D.开普勒第三定律得出的表达式
其中k是一个与中心天体有关的常量,选项D错误。
故选A。
8.答案:C
解析:由万有引力定律可得
着陆器从火星上空向火星表面软着陆的过程中,随着h减小,F非线性增大,对比图线可知,C选项的图像符合题意。
故选C。
9.答案:B
解析:根据万有引力定律可知,当两物体的质量确定时,引力与物体之间的距离的二次方成反比,故
故选B。
