【中学教材全解】2020-2021学年人教版高中物理必修2-第6章-第3节--万有引力定律课时练案.docx

第3节 万有引力定律

题组1 月—地检验、万有引力定律（时间：10分钟 分值：24分）

图6-3-1
1.［4分］（单选）如图6-3-1所示，两球的质量分别为、，其半径远小于，两球的质量分布均匀。则两球间的万有引力大小为（ ）
A. B.
C. D.

2.［4分］（多选）月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，一个质量为600 kg的飞行器到达月球后（ ）
A.在月球上的质量仍为600 kg
B.在月球表面受到的重力为980 N
C.在月球表面上方的高空中重力小于980 N
D.在月球上的质量将小于600 kg

3.［4分］（单选）下面关于万有引力的说法中，正确的是（ ）
A.万有引力是普遍存在于宇宙中全部具有质量的物体之间的相互作用
B.重力和万有引力是两种不同性质的力
C.当两物体间有另一质量不行忽视的物体存在时，则这两个物体间的万有引力将增大
D.当两物体间距离为0时，万有引力将无穷大

4.［12分］已知月球质量是地球质量的，月球半径是地球半径的。
（1）在月球和地球表面四周，以同样的初速度分别竖直上抛一个物体时，上升的最大高度之比是多少？
（2）在距月球和地球表面相同高度处（此高度较小），以同样的初速度分别水平抛出一个物体时，物体的水平射程之比为多少？

题组2 万有引力与重力（时间：10分钟 分值：12分）
5.［4分］（单选）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供应
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

6.［4分］（多选）地球绕地轴自转时，对静止在地面上的某一个物体，下列说法正确的是（ ）
A.物体的重力并不等于它随地球自转所需要的向心力
B.在地面上的任何位置，物体向心加速度的大小都相等，方向都指向地心
C.在地面上的任何位置，物体向心加速度的方向都垂直指向地球的自转轴
D.物体随地球自转的向心加速度随着地球纬度的减小而增大

7.［4分］（单选）某行星可看成一个均匀的球体，密度为，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）（ ）
A. B. C. D.

题组3 综合拓展提升（时间：12分钟 分值：24分）
8.［12分］已知地球质量＝ kg，地球半径＝6 400 km，在赤道上有一质量1 kg的物体。试求：
（1）该物体受到地球的万有引力有多大？
（2）该物体随地球自转的向心力是多大？
（3）从计算结果你能得出什么结论？

9.［12分］假如你有幸成为人类登陆火星的第一人，乘坐我国自行研制的代表世界领先水平的“神舟号”载人飞船，通过长途旅行最终亲眼目睹了秀丽的火星。为了生疏火星的环境，你的飞船绕火星做匀速圆周运动，离火星表面的高度为，飞行了圈，测得所用的时间为。已知火星半径为，试求火星表面重力加速度。

参考答案
1. D 解析：两球半径远小于，所以两球可看成质量全部集中在球心的质点，它们之间的距离，引力大小为,选项D正确。
2. ABC 解析：物体的质量与物体所处的位置及运动状态无关，故选项A正确，选项D错误；由题意可知，物体在月球表面上所受的重力为地球表面上所受重力的，即×600×9.8 N=980 N，故选项B正确；由知，增大时，引力减小，故选项C正确。
点评：物体的质量是物体所含物质的多少，与物体所处的位置和物体的运动状态无关；在星球表面，物体的重力可认为等于物体所受的万有引力，与物体和星球的质量及二者的相对位置都有关系。
3. A 解析：重力是由于地球吸引而使物体受到的力，选项B错误。两物体间万有引力大小只与两物体质量的乘积及两物体间距离有关，与存不存在另一物体无关，选项C错误。若物体间距为零时，公式不适用，选项D错误。
4.（1）5.6 （2）2.4 解析：（1）在月球和地球表面四周竖直上抛的物体都做匀减速直线运动，其上升的最大高度分别为=，=，式中和是月球表面和地球表面四周的重力加速度。依据万有引力定律得=，=，于是得出上升的最大高度之比=81×≈5.6。
（2）设抛出点的高度为，初速度为，在月球和地球表面四周做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动，从抛出到落地所用的时间=，=。
在水平方向做匀速直线运动，其水平射程之比为
≈2.4。
5. C 解析：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供应的，选项C正确；宇宙飞船内的宇航员处于失重状态，是由于宇航员受到的万有引力全部供应了宇航员做圆周运动所需的向心力，选项D错误。
6. ACD 解析：考虑地球自转的作用效果时，地面上的物体随着地球的自转而做圆周运动，其运动平面与地轴垂直，向心力的大小为，选项B错误，选项C正确。由于在不同位置的轨道半径各不相同，故向心力大小不一样，在赤道时向心力最大，选项D正确。地面上的物体随地球自转做圆周运动时的向心力远小于万有引力（重力近似等于万有引力），选项A正确。
7. C 解析：依据，可得T=2π，将代入，可得，故选项C正确。
8.（1）9.8 N （2）0.033 8 N （3）物体受到的万有引力远大于物体随地球自转的向心力，故在一般状况下，可认为重力近似等于万有引力。
解析：（1）该物体受到地球的万有引力
N≈9.8 N。
（2）该物体随地球自转的向心力
1× N≈0.033 8 N。
（3）物体受到的万有引力远大于物体随地球自转的向心力，故在一般状况下，可认为重力近似等于万有引力。
9. 解析：设火星和飞船的质量分别为，火星表面的物体的质量为。
飞船绕火星做匀速圆周运动的周期①
火星对飞船的万有引力供应飞船做匀速圆周运动的向心力，即②
对火星表面的物体有③
联立①②③得。