第七章 2 万有引力定律（课件+练习）-新教材高中物理必修第二册【优化探究】(人教版)

[A组　素养达标] 1．万有引力的发现实现了物理学史上第一次大统一——“地上物理学”和“天上物理学”的统一．它表明天体运动和地面上物体的运动遵从相同的规律．牛顿在发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道假想成圆轨道；另外，还应用到了其他的规律和结论．下面的规律和结论没有被用到的是(　　) A．牛顿第二定律 B．牛顿第三定律[来源:学科网ZXXK] C．开普勒的研究成果 D．卡文迪什通过扭秤实验得出的引力常量 解析：在发现万有引力定律以后的较长时间内卡文迪什通过扭秤实验得出了引力常量，故选D. 答案：D 2．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大小等于两极处，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：由F＝G可知，物体在地球表面任何位置受到地球的引力大小都相等，此引力有两个分力：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． 答案：A 3．据报道，科学家曾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，一个在地球表面重力为600 N的人在这个行星表面的重力将变为960 N．由此可推知，该行星半径与地球半径的比值约为(　　) A．0.5　　　　　　　 B．2 C．3.2 D．4 解析：设地球质量为M1、半径为R1，行星质量为M2、半径为R2.人的质量为m，在地球和行星上的重力分别为G1、G2，则G1＝G＝2..两式比较可得，G2＝G 答案：B 4．地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若某高处的重力加速度为，则该处距地面的高度为(　　) A.－1)RR B．( C.R D．3R 解析：在地球表面－1)R. ，解得h＝(＝m·＝mg，在h高处 答案：B 5．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，那么地面上的物体所受的重力将变为原来的(　　) A．2倍 B. C．4倍 D. 解析：对一个物体而言，重力的变化实际是重力加速度的变化．根据g＝，故选B.，故g也将减小到原来的，重力加速度和半径成正比，半径缩小，得g＝＝＝，根据ρ＝可得M＝ 答案：B 6.(多选)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＝，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Fn＝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：AC 7．(多选)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[来源:学+科+网] 解析：取质量为m的海水研究．太阳对海水的引力F1＝G≈169.由于地球上不同区域到月球的距离不等，所以月球对不同区域海水的吸引力大小有差异． ，，月球对海水的引力F2＝G 答案：AD 8.一个质量均匀分布的球体，半径为2r，在其内部挖去一个半径为r的球形空穴，其表面与球面相切，如图所示．已知挖去小球的质量为m，在球心和空穴中心连线上，距球心d＝6r处有一质量为m2的质点，求： (1)被挖去的小球对m2的万有引力为多大？ (2)剩余部分对m2的万有引力为多大？ 解析：(1)被挖去的小球对m2的万有引力为 F2＝G＝G (2)将挖去的小球填入空穴中，由V＝πr3可知，大球的质量为8m，大球对m2的万有引力为[来源:学#科#网Z#X#X#K] F1＝G＝G 剩余部分对m2的万有引力为F＝F1－F2＝G. 答案：(1)G　(2)G [B组　素养提升] 9．(多选)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，