江蘇小高考物理《學業(yè)水平測試》講練稿(考點突破 真題演練 強化訓練)第15講 萬能引力定律

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1、 考情展示 測試內(nèi)容 測試要求 2021年 2021年 2021年 2021年 2021年 萬有引力定律 A 10 20 7 20 6 考點一　萬有引力定律 (1)萬有引力定律 自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比． (2)萬有引力定律的公式是F＝G. (3)牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，卡文迪許首先測出了萬有引力常量G，G×10－11 N·m2/kg2. (4)地球外表物體的重力近似等于萬有引力，外表重力加速度g0＝9.8 m/s2，距地面h(高度等于地球半徑)處的重力加速度g＝

2、m/s2. 特別提醒　(1)利用萬有引力定律計算兩球體之間的引力時，它們之間距離是指球心間的距離，人在地球上、衛(wèi)星繞地球外表做圓周運動時，人和衛(wèi)星跟地球之間的距離都不是零，而是地球半徑． (2)萬有引力定律在天文學上的應用之一就是計算天體的質(zhì)量，一般有兩種方法： ①找待測天體的一個衛(wèi)星，測出衛(wèi)星的軌道半徑r和做勻速圓周運動的周期T，由G＝mr變形可得M＝. ②測出待測天體的半徑R及其外表的重力加速度g，由G＝mg變形可得M＝. 例1　(2021屆鎮(zhèn)江學測模擬)要使相距較遠的兩物體間的萬有引力減小到原來的，以下方法不可行的是(　　) A．使兩物體的質(zhì)量各減少一半，距離不變 B．使其

3、中一個物體的質(zhì)量減小到原來的，距離不變 C．使兩物體間的距離增為原來的2倍，質(zhì)量不變 D．使兩物體間的距離和質(zhì)量都減小到原來的 答案　D 解析　由萬有引力公式F引＝，兩物體間的距離和質(zhì)量都減小到原來的，那么萬有引力保持不變，D錯誤． 例2　(2021屆宿遷學測模擬)某物體在地球外表受到地球的萬有引力為F，假設將此物體置于距地球外表高度為2R處(R為地球半徑)，那么其受到地球的萬有引力為(　　) A. B. C. D. 答案　D 解析　物體與地球之間的距離應該是物體到地球中心的距離． 考點二　萬有引力定律的應用 例3　兩顆人造衛(wèi)星的質(zhì)量之比m1∶m2＝1∶2，軌道半徑之

4、比R1∶R2＝3∶1.求： (1)兩顆衛(wèi)星運行的線速度之比； (2)兩顆衛(wèi)星運行的角速度之比； (3)兩顆衛(wèi)星運行的周期之比； (4)兩顆衛(wèi)星運行的向心加速度之比； (5)兩顆衛(wèi)星運行的向心力之比． 答案　(1)∶3　(2)∶9　(3)3∶1　(4)1∶9　(5)1∶18 解析　(1)因為G＝m， 所以v＝ ∝. 故＝ ＝＝. (2)因為G＝mω2R， 所以ω＝ ∝. 故＝ ＝＝. (3)因為＝mR， 所以T＝2π∝， 故＝＝3. (4)因為G＝ma， 所以a＝∝R－2， 故＝＝＝. (5)因為F向＝G∝. 故＝＝. 規(guī)律方法　將衛(wèi)星的運動近似看成勻速

5、圓周運動，其所需向心力是萬有引力，即G＝ma＝m＝mω2r＝m2r＝m(2πf)2r. 根據(jù)實際情況選用適當公式進行分析，是求解此類問題的根本方法，在應用以上思路解題時，常采用比例計算法． 1．(2021·江蘇學測)物理學開展歷程中，在前人研究根底上經(jīng)過多年的嘗試性計算，首先發(fā)表行星運動的三個定律的科學家是(　　) A．哥白尼 B．第谷 C．伽利略 D．開普勒 答案　D 2．(2021·江蘇學測)依據(jù)牛頓的理論，兩黑洞之間萬有引力的大小F與它們之間距離r滿足 (　　) A．F與r成正比 B．F與r2成正比 C．F與r成反比 D．F與r2成反比 答案　D 3．(2021

6、·江蘇學測)土星的兩顆衛(wèi)星“土衛(wèi)十”和“土衛(wèi)十一〞∶1，軌道半徑近似相等，那么土星對“土衛(wèi)十”和“土衛(wèi)十一〞的萬有引力之比約為(　　) A．1∶ ∶1 C.∶1 D．13∶1 答案　B 4．(2021屆揚州二模)在科學的開展歷程中，許多科學家做出了杰出的奉獻．以下表達符合物理學史實的是(　　) A．亞里士多德指出“力是改變物體運動狀態(tài)的原因〞 B．伽利略得出“加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比〞的結(jié)論 C．開普勒發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律 D．卡文迪許測出了引力常量G 答案　D 1．(江蘇省徐州市2021～2021學年市高二第二次學業(yè)水平模擬)第一次通過實驗的方法比擬準確地測出萬有

7、引力常量的物理學家是(　　) A．牛頓 B．開普勒 C．伽利略 D．卡文迪許 答案　D 2．(2021屆鎮(zhèn)江學測模擬)如圖1所示，相距為r的兩球的半徑分別是r1和r2，兩球質(zhì)量分布均勻，大小分別為m1、m2，那么兩球間的萬有引力大小為(　　) 圖1 A．G B．G C．G D．G 答案　D 3．(2021·江蘇學測)均勻小球A、B的質(zhì)量分別為m、5m，球心相距為R，引力常量為G，那么A球受到B球的萬有引力大小是(　　) A．G B．G C．G D．G 答案　A 4．(2021屆鹽城學測模擬)2013年12月2日，我國成功發(fā)射了“嫦娥三號〞探測器，如圖2所示，

8、在探測器飛赴月球的過程中，隨著它與月球距離的減小，月球?qū)λ娜f有引力將(　　) 圖2 A．變小 B．變大 C．先變小，后變大 D．先變大，后變小 答案　B 5．(2021屆無錫一模)地球的質(zhì)量為M，半徑為R，月球的質(zhì)量為m，半徑為r，地球與月球兩球心間的距離為地球半徑的60倍，引力常量為G，假設將地球與月球看成質(zhì)量分布均勻的球體，那么月球?qū)Φ厍虻娜f有引力大小為(　　) A．G B．G C．G D．G 答案　C 6．作為科學史上最偉大的定律之一——萬有引力定律向人們揭示了(　　) A．一切物體都具有慣性 B．力是改變物體運動狀態(tài)的原因 C．任何兩個物體都相互吸引 D

9、．不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化 答案　C 7．(2021屆南通模擬)2015年7月14日，“新視野〞號太空探測器近距離飛掠冥王星，如圖3所示．在此過程中，冥王星對探測器的引力(　　) 圖3 A．先變大后變小，方向沿兩者的連線指向冥王星 B．先變大后變小，方向沿兩者的連線指向探測器 C．先變小后變大，方向沿兩者的連線指向冥王星 D．先變小后變大，方向沿兩者的連線指向探測器 答案　A 8．(2021屆無錫二模)在我國的探月工程方案中，“嫦娥五號〞將于幾年后登月取樣返回地球．那么，當“嫦娥五號〞離開繞月軌道飛回地球的過程中，地球和月球?qū)λ娜f有引力F1和F2的大小變化情況是(

10、　　) A．F1和F2均增大 B．F1和F2均減小 C．F1增大、F2減小 D．F1減小、F2增大 答案　C 9．(2021屆揚州學測模擬)關于行星繞太陽的運動，以下說法中正確的選項是(　　) A．離太陽越近的行星角速度越大 B．太陽是靜止不動的，行星都繞太陽運動 C．離太陽越近的行星線速度越小 D．離太陽越近的行星公轉(zhuǎn)周期越大 答案　A 10．月球是地球以外人類親身到過唯一的自然天體．假設月球外表重力加速度為g，月球半徑為R，引力常量為G，那么月球質(zhì)量表達式為(　　) A．M＝gR2 B．M＝ C．M＝ D．M＝ 答案　B 解析　由G＝mg得M＝，故B正確．

11、11．假設某人到達一個行星上，這個行星的半徑只有地球的一半，質(zhì)量也是地球的一半，那么在這個行星上此人所受的引力是在地球上所受引力的(　　) A．2倍 B．1倍 C. D. 答案　A 12．(2021屆宿遷二模)關于繞地球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，以下判斷正確的選項是(　　) A．同一軌道上，質(zhì)量大的衛(wèi)星線速度大 B．同一軌道上，質(zhì)量大的衛(wèi)星向心加速度大 C．離地面越近的衛(wèi)星線速度越大 D．離地面越高的衛(wèi)星周期越短 答案　C 13．如下圖是某位同學設想的人造地球衛(wèi)星軌道(衛(wèi)星發(fā)動機關閉)，其中不可能的是(　　) 答案　D 解析　衛(wèi)星運動一般以地心為圓心或者焦點，因此D選項錯誤． 14．(2021·邗江中學)一個宇航員在火星外表可舉起100 kg的杠鈴，火星半徑是地球半徑的，質(zhì)量是地球質(zhì)量的，那么該宇航員在地球上可舉起多少千克的杠鈴？ 答案　40 kg 解析　由G＝mg， 得g火＝g. 在舉力不變時， m＝＝40 kg.