专题07 重力、重力加速度与天体的自转（核心素养练习）-【新教材精创】2019-2020学年高一物理新教材知识讲学（人教必修第二册）

专题七 重力、重力加速度与天体的自转 学科素养部分 一.核心素养聚焦 考点一 物理观念－－考查万有引力定律的内涵 例题1．如图所示，将两个质量m = 2 kg、球心相距r = 0.2m的球水平放在无需考虑地球自转影响的北极点，它们之间的万有引力为F。地球对小球引力在两球连线方向的分力为F´x。已知地球的平均密度约为5.5×103 kg/m3，则的数量级约为 ( r ) A. 104 B. 102 C.10-2 D. 10-4 例题２．理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。现假设地球是一半径为R、质量分布均匀的实心球体，O为球心，以O为原点建立坐标轴Ox，如图甲所示。一个质量一定的小物体（假设它能够在地球内部移动）在x轴上各位置受到的引力大小用F表示，则图乙所示的四个F随x的变化关系图正确的是 ( O x 甲 R ) 考点二.科学思维——考查万有引力与重力问题 例题３．设宇宙中某一小行星自转较快，但仍可近似看作质量分布均匀的球体，半径为R ；宇航员用弹 簧测力计称量一个相对自己静止的小物体的重力，第一次在极点处，弹簧测力计的读数为 ；第二次在赤道处，弹簧测力计的读数为；假设第三次在赤道平面内深度为 的隧道底部，示数为；第四次在距星球表面高度为R处绕行星做匀速圆周运动的人造卫星中，示数为。已知均匀球壳对壳内物体的引力为零，则以下判断正确的是 （   ） A . B. C. D. 考点3. 科学思维——重力加速度与星球自转的问题 例题４．设地球是一质量分布均匀的球体，0为地心。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。在下列四幅图中，能大致描述z轴上各点的重力加速度g的分布情况的是 考点４.科学探究——星体上的运动问题 例题５．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，水平射程为60m，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，其水平射程应为 （ ） A．10m B．40m C．90m D．360m 二.学业质量测评 选择题 1.如图所示，地球绕太阳的运动与月亮绕地球的运动可简化成同一平面内的匀速圆周运动，农历初一前后太阳与月亮对地球的合力约为F1，农历十五前后太阳与月亮对地球的合力约为F2，则农历初八前后太阳与月亮对地球的合力约为 A．F1+ F2 B． C． D． 2.脉冲星的本质是中子星，具有在地面实验室无法实现的极端物理性质，是理想的天体物理实验室，对其进行研究，有希望得到许多重大物理学问题的答案。譬如：脉冲星的自转周期极棒稳定，准确的时钟信号为强力波探测。航天器导航等重大科学及技术应用提供了理想工具。2017年8月我国FAST天文望远镜首次发现两颗太空脉冲星，其中一颗的自转周期为T（实际测量为1.83s,距离地球1.6万光年），假设该星球恰好能维持自转而不瓦解；地球可视为球体，其自转周期为T0，同一物体在地球赤道上用弹簧秤测得的重力为两极处的0.9倍，已知万有引力常量为G，则该脉冲星的平均密度及其与地球的平均密度之比正确的是 A.　　B. C. D. 3.已知质量分布均匀的球壳对其内部的引力为零。设想在地球赤道上方高h处和正下方深为h处各修建一绕地心的环形真空轨道，轨道面与赤道面共面。两物体分别在上述两轨道中做匀速圆周运动，轨道对它们均无作用力，设地球半径为R。则 A.两物体的速度大小之比为 B.两物体的速度大小之比为 C.两物体的加速度大小之比为 D.两物体的加速度大小之比为 4.设地球质量为M、半径为R、自转角速度为ω0，引力常量为G，且地球可视为质量分布均匀的球体．同一物体在赤道和南极水平面上静止时所受到的支持力大小之比为（　　） A． B． C． D． 5.一物体静置在平均密度为的球形天体表面的赤道上。已知万有引力常量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．　　　　Ｂ．　　　　Ｃ．　　　Ｄ． 6.因“光纤之父”高锟的杰出贡献，早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。假设高锟星为均匀的球体，其质量为地球质量的倍，半径为地球半径的倍，则“高锟星”表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的 （ ） A．倍 B．倍 C．倍 D．倍 7.一探测器探测某星球表面时做了两次测量。探测器先在近星轨道上做圆周运动测出其运行周期T；着陆后，探测器将一小球以不同的速度竖直向上抛出，测出了小球