（教材全解）高中物理 第6章 第3节 万有引力定律备课资料素材库 新人教版必修2.docVIP

PAGE  （教材全解）2013-2014学年高中物理 第6章 第3节 万有引力定律备课资料素材库 新人教版必修2 图6-3-7 1.两个质量均为m的星体，其连线的垂直平分线为AB。O为两星体连线的中点，如图6-3-7所示。一个质量为m1的物体从O沿OA方向运动下去，则它受到的万有引力的合力变化情况是（ ） A.一直增大 B.一直减小 C.先减小，后增大 D.先增大，后减小 解析：当物体m在O点时，两星体对物体的万有引力等大反向，合力为零；当物体在无限远处时，两星体对物体的万有引力均为零，合力也为零，故物体从O沿OA方向运动下去，则它受到的万有引力大小是先增大后减小，选项D正确。 答案：D 2.已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390，月球绕地球旋转的周期约为27天。利用上述数据以及日常的天文知识，可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为（ ）A.0.2 B.2 C.20 D.200 解析：估算太阳对月球的万有引力时，地、月间距忽略不计，认为月球处于地球公转的轨道上。设太阳、地球、月球的质量分别为M、m地、m月，日、地间距为r1，地、月间距为r2，地球、月球做匀速圆周运动的周期分别为T1、T2，根据万有引力定律、牛顿第二定律得： 对于月球：F地月=m月r2ω22，其中ω2=2πT2① 对于地球：GMm地 r12=m地r1ω12，其中ω1=2πT1② 由②式得GMr12=r14π2T12， 所以F日月=GMm月r12=m月r14π2T12③ 由①、③两式得：F日月∶F地月=r1T22r2T12=390× 273652=2.1。 答案：B 3.火星的质量和半径分别约为地球的110和12，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为（ ） A.0.2g B.0.4g C.2.5g D.5g 解析：设地球质量为M，半径为R，重力加速度为g，则火星质量为M10，半径为R2。 由万有引力定律可得： 重力加速度g=GMr2 因此有，gg=Mr2×r2M=110×4=0.4，选项B正确。 答案：B 广东教育版 1.如果已知地球的质量m=5.98×1024 kg，太阳的质量M＝1.97×1030 kg，地球到太阳的距离R=1.49×1011 m,那么太阳对地球的引力有多大？ 解析：由万有引力定律F=GMmr2 可得F=6.67×10-11×5.98×1024×1.97×10301.49×10112 N≈3.54×1022 N。 答案：3.54×1022 N 图6-3-8 2.如图6-3-8所示，有两个质量均匀的小球，质量都为m，半径为R，其间用细杆AB相连，AB长度也为R，有位同学认为两球之间的万有引力为：F=Gm2R2，请问这位同学的看法对吗？请说明理由。 解析：两质量分布均匀球体之间的万有引力的距离r为两球心之间的距离，故两球之间的万有引力为：F=Gm29R2。 答案：不正确 理由见解析 山东科技版 1.两艘轮船，质量都是1.0×104 t，相距10 km，它们之间的万有引力是多大？请将这个力与轮船所受重力进行比较，看看是重力的多少倍？ 解析：由万有引力定律F=GMmr2 可得F=6.67×10-11×1.0×107×1.0×1071.0×1042 N=6.67×10-5 N 万有引力与重力的比值：FG=6.67×10-51×107×10=6.67×10-13 答案：6.67×10-5 N 6.67×10-13 2.太阳的质量为2.0×1030 kg，太阳和地球的平均距离为1.5×1011 m，太阳和地球之间的万有引力是多大？比较1、2两题的计算结果，你有什么发现？ 解析：由万有引力定律F=GMmr2 可得F=6.67×10-11×2.0×1030×6.0×10241.5×10112 N=3.6×1022 N 天体的质量较大，天体间的万有引力也较大。 答案：3.6×1022 N 天体的质量较大，天体间的万有引力也较大。 3.已知地球半径为R，将一物体从地面移到离地面高h处时，物体所受万有引力减少到原来的一半，则h为（ ） A.R B.2R C. 2R D.（ 2-1)R 解析：由万有引力定律F=GMmr2可得 GMmR2=2×GMmR+h2 解得：h=（ 2-1)R。 答案：D 4.月球绕地球转动的周期为T，轨道半径为r，地球半径为R，引力常量为G，请写出地球质量和地球密度的表达式。 解析：月球绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供，GMmr2=mr 2πT 2 解得地球质量M=4π2r3GT2 地球的体积为V=43πR3 因此地球的密度ρ=MV=3πr3GT2R3 答案：M=