2019-2020年高中物理 6.2太陽與行星間的引力（探究導(dǎo)學(xué)課型）課時提升作業(yè) 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 6.2太陽與行星間的引力（探究導(dǎo)學(xué)課型）課時提升作業(yè) 新人教版必修2 一、選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分。多選題已在題號后標(biāo)出) 1.行星之所以繞太陽運行,是因為(　　) A.行星運動時的慣性作用 B.太陽是宇宙的控制中心,所有星體都繞太陽旋轉(zhuǎn) C.太陽對行星有約束運動的引力作用 D.行星對太陽有排斥力作用,所以不會落向太陽 【解析】選C。慣性作用應(yīng)使行星沿直線運動,A錯。太陽不是宇宙的中心,并非所有星體都繞太陽運動,B錯。行星繞太陽做曲線運動,軌跡向太陽方向彎曲,是因為太陽對行星有引力作用,C對。行星之所以沒有落向太陽,是因為行星在引力作用下做圓周運動,并非是對太陽有排斥力,D錯。 2.太陽對行星的引力F與行星對太陽的引力F′大小相等,其依據(jù)是(　　) A.牛頓第一定律 B.牛頓第二定律 C.牛頓第三定律 D.開普勒定律 【解析】選C。太陽對行星的引力與行星對太陽的引力是一對相互作用力,遵循牛頓第三定律,選項C正確。 3.(多選)下列關(guān)于太陽與行星間引力F=G的說法中正確的是(　　) A.公式中的G是比例系數(shù),是人為規(guī)定的 B.這一規(guī)律是根據(jù)開普勒定律和牛頓第三定律推出的 C.太陽與行星間的引力是一對平衡力 D.檢驗這一規(guī)律是否適用于其他天體的方法是比較觀測結(jié)果與推理結(jié)果的吻合性 【解析】選B、D。公式F=G中G是比例系數(shù),與太陽、行星均無關(guān),由實驗測得,不是人為規(guī)定的,A錯誤;該公式由開普勒定律和牛頓第三定律推出,公式適用于任何兩個物體間,檢驗方法是比較觀測結(jié)果與推理結(jié)果的吻合性,B、D正確;太陽與行星間的引力是一對作用力與反作用力,C錯誤。 【變式訓(xùn)練】如果認為行星圍繞太陽做勻速圓周運動,那么下列說法中正確的 是(　　) A.行星受到太陽的引力,提供行星做圓周運動的向心力 B.行星受到太陽的引力,但行星運動不需要向心力 C.行星同時受到太陽的引力和向心力的作用 D.行星受到太陽的引力與它運行的向心力可能不等 【解析】選A。行星只受一個力的作用,就是太陽對它的引力,該力的效果是提供行星做勻速圓周運動的向心力,選項A正確。 4.(多選)兩顆小行星都繞太陽做圓周運動,它們的周期分別是T和3T,則(　　) A.它們繞太陽運動的軌道半徑之比是1∶3 B.它們繞太陽運動的軌道半徑之比是1∶ C.它們繞太陽運動的速度之比是∶1 D.它們受太陽的引力之比是9∶ 【解析】選B、C。由=常量知,A錯,B對;由v=a知,兩者速度之比為∶1,C對;由于不知道兩顆小行星的質(zhì)量,故D不確定。 5.(xx成都高一檢測)兩個行星的質(zhì)量分別為m1和m2,繞太陽運行的軌道半徑分別是r1和r2,若它們只受太陽引力的作用,那么這兩個行星的向心加速度之比為(　　) A.1　　　　B.　　　　C.　　　　D. 【解析】選D。設(shè)兩個行星所受向心力分別是F1、F2,由太陽與行星間的作用規(guī)律可得F1∝,F2∝,而a1=,a2=,故=,D選項正確。 二、非選擇題(15分) 6.火星繞太陽的運動可看作勻速圓周運動,火星與太陽間的引力提供火星運動的向心力。已知火星運行的軌道半徑為r,運行的周期為T,引力常量為G,試寫出太陽質(zhì)量M的表達式。 【解析】火星與太陽間的引力表達式為F=G,式中G為引力常量,M為太陽質(zhì)量,m為火星質(zhì)量,r為軌道半徑。由F提供火星運動的向心力,則 G=mr()2,得太陽質(zhì)量M=。 答案:M= 一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分。多選題已在題號后標(biāo)出) 1.(多選)下列說法正確的是(　　) A.研究物體的平拋運動是根據(jù)物體所受的力去探究物體的運動情況 B.研究物體的平拋運動是根據(jù)物體的運動去探究物體的受力情況 C.研究行星繞太陽的運動是根據(jù)行星的運動去探究它的受力情況 D.研究行星繞太陽的運動是根據(jù)行星的受力情況去探究行星的運動情況 【解析】選A、C。平拋運動是初速度沿水平方向,物體只在重力作用下的運動,是根據(jù)物體所受的力去探究物體運動的規(guī)律。而行星繞太陽的運動規(guī)律是觀測得出的,是根據(jù)行星繞太陽的運動規(guī)律探究行星的受力情況。 2.(多選)關(guān)于太陽與行星間的引力,下列說法正確的是(　　) A.神圣和永恒的天體做勻速圓周運動無需原因,因為圓周運動是最完美的 B.行星繞太陽旋轉(zhuǎn)的向心力來自太陽對行星的引力 C.牛頓認為物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因是受到力的作用。行星圍繞太陽運動,一定受到了力的作用 D.牛頓把地面上的動力學(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B、C、D。任何做曲線運動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行星的引力,A錯,B、C、D對。 【變式訓(xùn)練】地球?qū)υ虑蚓哂邢喈?dāng)大的引力,可它們沒有靠在一起,這是因為(　　) A.不僅地球?qū)υ虑蛴幸?而且月球?qū)Φ厍蛞灿幸?這兩個力大小相等,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Σ粩喔淖冊虑虻倪\動方向,使得月球圍繞地球運動 【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?作用在兩個物體上不能相互抵消,A錯。地球?qū)υ虑虻囊μ峁┝嗽虑蚶@地球做圓周運動的向心力,從而不斷改變月球的運動方向,所以B、C錯,D對。 3.(多選)關(guān)于太陽與行星間的引力,下列說法中正確的是(　　) A.由于地球比木星離太陽近,所以太陽對地球的引力一定比對木星的大 B.行星繞太陽沿橢圓軌道運動時,在近日點所受引力大,在遠日點所受引力小 C.由F=G可知,G=,由此可見G與F和r2的乘積成正比,與M和m的乘積成反比 D.行星繞太陽的運動可近似看成圓形軌道,其向心力來源于太陽對行星的引力 【解析】選B、D。根據(jù)F=G可知,太陽對行星的引力大小與m、r有關(guān),對同一行星,r越大,F越小,選項B正確;對不同行星,r越小,F不一定越大,還與行星質(zhì)量有關(guān),選項A錯誤;公式中G為比例系數(shù),是一常量,與F、r、M、m均無關(guān),選項C錯誤;在通常的研究中,行星繞太陽的運動看成圓周運動,向心力由太陽對行星的引力提供,選項D正確。 4.(多選)下列說法中正確的是(　　) A.在探究太陽對行星的引力規(guī)律時,我們引入了公式F=m,這個關(guān)系式實際上是牛頓第二定律,是可以在實驗室中得到驗證的 B.在探究太陽對行星的引力規(guī)律時,我們引入了公式v=,這個關(guān)系式實際上是勻速圓周運動的一個公式,它是由速度的定義式得來的 C.在探究太陽對行星的引力規(guī)律時,我們引入了公式=k,這個關(guān)系式是開普勒第三定律,是可以在實驗室中得到驗證的 D.在探究太陽對行星的引力規(guī)律時使用的公式都是可以在實驗室中得到驗證的 【解析】選A、B。開普勒的三大定律是通過總結(jié)行星運動的觀察結(jié)果而歸納出來的規(guī)律,每一條都是經(jīng)驗定律,故無法在實驗室中得到驗證,選項C、D錯誤;而F=m和v=可以在實驗室中得到驗證,選項A、B正確。 二、非選擇題(本題共2小題,共22分) 5.(10分)(xx安徽高考)開普勒行星運動第三定律指出:行星繞太陽運動的橢圓軌道的半長軸a的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方成正比,即=k,k是一個對所有行星都相同的常量。將行星繞太陽的運動按圓周運動處理,請你推導(dǎo)出太陽系中該常量k的表達式。已知引力常量為G,太陽的質(zhì)量為M太。 【解析】因行星繞太陽做勻速圓周運動,于是軌道半長軸a即為軌道半徑r,根據(jù)太陽與行星間的引力公式和牛頓第二定律有G=m行()2r,于是有=M太,即k=M太。 答案:k=M太 【總結(jié)提升】引力公式F=G的應(yīng)用 (1)太陽與行星間的引力關(guān)系也適用于行星與表面物體之間的相互作用。 (2)應(yīng)用公式F=G計算行星與物體間引力時,M表示行星的質(zhì)量,m表示行星表面物體的質(zhì)量,r表示行星和物體間的距離,在運用公式時,一定要注意到r的大小變化情況。 6.(12分)已知太陽的質(zhì)量為M,地球的質(zhì)量為m1,月球的質(zhì)量為m2,當(dāng)發(fā)生日全食時,太陽、月球、地球幾乎在同一直線上,且月球位于太陽與地球之間,如圖所示。設(shè)月球到太陽的距離為a,地球到月球的距離為b,則太陽對地球的引力F1和對月球的引力F2的大小之比為多少? 【解題指南】解答本題時可按以下步驟進行: (1)確定地球與太陽之間的距離; (2)寫出太陽對地球的引力F1的表達式和太陽對月球的引力F2的表達式; (3)由F1的表達式和F2的表達式得到F1與F2的比值。 【解析】由太陽對行星的引力滿足F∝知: 太陽對地球的引力F1=G, 太陽對月球的引力F2=G,故=。 答案: