2018-2019學(xué)年高中物理 第六章 萬有引力與航天 課時(shí)提升作業(yè)九 6.2 太陽與行星間的引力 新人教版必修2.doc

課時(shí)提升作業(yè) 九 太陽與行星間的引力(20分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分)1.關(guān)于太陽與行星間的引力,下列說法不正確的是()A.神圣和永恒的天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)無需原因,因?yàn)閳A周運(yùn)動(dòng)是最完美的B.行星繞太陽旋轉(zhuǎn)的向心力來自太陽對(duì)行星的引力C.牛頓認(rèn)為物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因是受到力的作用,行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng),一定受到了力的作用D.牛頓把地面上的動(dòng)力學(xué)關(guān)系應(yīng)用到天體間的相互作用,推導(dǎo)出了太陽與行星間的引力關(guān)系【解析】選A。任何做曲線運(yùn)動(dòng)的物體都需要外力的作用,行星繞太陽旋轉(zhuǎn)的向心力來自太陽對(duì)行星的引力,A錯(cuò),B、C、D對(duì)。2.在牛頓發(fā)現(xiàn)太陽與行星間引力的過程中,得出太陽對(duì)行星的引力表達(dá)式后推出行星對(duì)太陽的引力表達(dá)式,這是一個(gè)很關(guān)鍵的論證步驟,這一步驟采用的論證方法是() A.研究對(duì)象的選取B.理想化過程C.類比D.等效【解析】選C。求太陽對(duì)行星的引力F時(shí),行星是受力星體,有Fmr2(m是行星的質(zhì)量),求行星對(duì)太陽的引力F時(shí),太陽是受力星體,類比可得FMr2(M是太陽的質(zhì)量),故C正確。3.把行星運(yùn)動(dòng)近似看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)以后,開普勒第三定律可寫為T2=r3k,則可推得()導(dǎo)學(xué)號(hào)38026142A.行星受太陽的引力為F=kmr2B.行星受太陽的引力都相同C.行星受太陽的引力為F=42kmr2D.質(zhì)量越大的行星受太陽的引力一定越大【解析】選C。太陽對(duì)行星的引力提供行星繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,則F=mv2r,又v=2rT,結(jié)合T2=r3k,可得F=42kmr2,故C正確。4.火星是地球的近鄰,已知火星的軌道半徑約為地球軌道半徑的1.5倍,火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的0.1倍和0.5倍,則太陽對(duì)地球的引力和太陽對(duì)火星的引力的比值為()A.10B.20C.22.5D.45【解析】選C。由F=GMmr2可得:F地=GMm地r地2,F火=GMm火r火2,則:F地F火=m地r火2m火r地2=10.11.5212=22.5,故選項(xiàng)C正確。二、非選擇題(14分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)5.與行星繞太陽運(yùn)動(dòng)一樣,衛(wèi)星之所以能繞地球運(yùn)動(dòng)也同樣是因?yàn)樗艿降厍虻囊?。一位同學(xué)根據(jù)向心力公式F=mv2r推斷,如果人造衛(wèi)星質(zhì)量不變,當(dāng)軌道半徑增大到2倍時(shí),人造衛(wèi)星需要的向心力減為原來的12;另一位同學(xué)根據(jù)引力公式FMmr2推斷,當(dāng)軌道半徑增大到2倍時(shí),人造衛(wèi)星受到的向心力減小為原來的14。這兩位同學(xué)中誰說得對(duì)?為什么?【解題指南】要找到兩個(gè)變量之間的關(guān)系,必須是在其他量一定的條件下才能確定。分析時(shí)注意v、M、m是否為定值?！窘馕觥康诙煌瑢W(xué)說得對(duì)。因?yàn)楦鶕?jù)向心力公式F=mv2r,只有當(dāng)運(yùn)動(dòng)速率v一定時(shí),需要的向心力F才與軌道半徑r成反比。根據(jù)開普勒定律可知,衛(wèi)星的速率將隨軌道半徑的增大而減小,所以向心力F不與軌道半徑r成反比;另外,由于星體的質(zhì)量為定值,由行星與中心天體間的引力公式FMmr2可知,衛(wèi)星受到的引力F將與衛(wèi)星軌道半徑的平方r2成反比。答案:見解析1.(6分)地球?qū)υ虑蚓哂邢喈?dāng)大的引力,可它們沒有靠在一起,這是因?yàn)?)A.不僅地球?qū)υ虑蛴幸?而且月球?qū)Φ厍蛞灿幸?這兩個(gè)力大小相等,方向相反,互相抵消了B.不僅地球?qū)υ虑蛴幸?而且太陽系中的其他星球?qū)υ虑蛞灿幸?這些力的合力為零C.地球?qū)υ虑虻囊€不算大D.地球?qū)υ虑虻囊τ糜诓粩喔淖冊虑虻倪\(yùn)動(dòng)方向,使得月球圍繞地球運(yùn)動(dòng)【解析】選D。地球?qū)υ虑虻囊驮虑驅(qū)Φ厍虻囊κ窍嗷プ饔昧?作用在兩個(gè)物體上,不能相互抵消,A錯(cuò)誤。地球?qū)υ虑虻囊μ峁┝嗽虑蚶@地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,從而不斷改變月球的運(yùn)動(dòng)方向,所以B、C錯(cuò)誤,D正確。2. (14分)事實(shí)證明,行星與恒星間的引力規(guī)律也適用于其他物體間,已知地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍,宇宙飛船從地球飛往月球,當(dāng)飛至某一位置時(shí),宇宙飛船受到的合力為零,宇航員感到自己處于“完全失重”狀態(tài)。問:此時(shí)飛船在空間什么位置?(已知地球與月球中心間距離是3.84105 km)【解析】把宇宙飛船作為研究對(duì)象,當(dāng)月球和地球?qū)τ钪骘w船的引力相等時(shí),宇宙飛船受到的合力為零。設(shè)地球、月球和飛船的質(zhì)量分別為M地、M月和m,x表示飛船到地球球心的距離,則F地=F月即GM地mx2=GM月m(l-x)2代入數(shù)據(jù)解得x=3.456108 m答案:在地球與月球的連線上,距地球球心3.456108 m