高一物理万有引力定律同步练习.pdf
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1、高一物理万有引力定律同步练习 第三节 引力常量的测定 源于教材 【基本点】 点 1. 万有引力定律 1 内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟两个物体的质 量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。 2 表达式: 2 21 r mm GF 3 万有引力定律是两个具有质量的物体间的相互作用力,是宇宙中物体间的一 种基本作用形式。公式中的r应理解为相互作用的两个物体质心间的距离; 对于均匀的球体,r是两球心间的距离;对地表附近的物体,r是物体和地 心间的距离。 点 2. 对万有引力定律,应从以下几方面理解: 1 普遍性:万有引力是普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体(大到天体小到 微
2、观粒子)间的相互吸引力,它是自然界的物体间的基本相互作用之一。 2 相互性:两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力,符合牛顿第三 定律。 3 宏观性:通常情况下,万有引力非常小,只有在质量巨大的天体间或天体与 物体间它的存在才有宏观的物理意义。在微观世界中, 粒子的质量都非常 小,粒子间的万有引力很不显著,万有引力可以忽略不计。 4 适用条件: 1、严格地说,万有引力定律的公式只适用于计算质点间的相互作用。当两 个物体间的距离比物体本身大得多时, 也可用于近似计算两物体间的万有 引力。 2、质量均匀的球体间的相互作用,也可用于万有引力定律公式来计算,式 中的 r 是两个球体球心间的距离。
3、 3、一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也可用计算,式中的是球体球 心到质点的距离。 【典型题解】 例 1、设地球的质量为M,地球半径为R,月球绕地球运转的轨道半径为r ,试证 在地球引力的作用下:(1)地面上物体的重力加速度 2 R GM g; (2)月球绕地 球运转的加速度 2 r GM a。 分析:虽然地球表面物体所受重力不等于万有引力,但由于物体做圆周运动时从万 有引力分的分力很小, 所以一般我们在处理问题时, 往往把重力近似看成等于 万有引力;月球围绕地球做圆周运动, 靠的是地球对月球的万有引力提供的向 心力,所以由此可得等式关系 解析: (1)利用在地球表面重力近似等于万有引力,
4、即 2 R Mm Gmg, 2 R GM g (2)利用万有引力提供向心力,即ma r Mm G 2 , 2 r GM a 答案: 2 R GM g, 2 r GM a 评析:处理本章问题时, 由于其运动的特点决定了: 一般都是用 1 万有引力提供向 心力 2 重力近似等于万有引力两个思路处理问题 【巩固练习】 1. 下列关于万有引力定律说法正确的是( ) A.万有引力定律是牛顿发现的 B.万有引力定律适用于质点间的相互作用 C. 2 21 r mm GF中的G是一个比例常数,没有单位 D.两个质量分布均匀的球体 , r是两球心间的距离 2. 如图 6-2-1 所示,两球的半径远小于R,而球质
5、量均匀分布, 质量为 1 m 、 2 m ,则两球间的万有引力大小为() A 2 1 21 R mm G B. 2 2 21 R mm G C. 2 21 21 RR mm G D. 2 21 21 RRR mm G 3. 引力常量很小,说明了() A.万有引力很小 B.万有引力很大 C.很难观察到日常接触的物体间有万有引力,是因为它们的质量很小 D.只有当物体的质量大到一定程度时,物体之间才有万有引力 4. 下列关于万有引力定律的适用范围说法正确的是() A.只适用于天体,不适用于地面物体 B.只适用于质点,不适用于实际物体 C.只适用于球形物体,不适用与其他形状的物体 D.适用于自然界中任
6、意两个物体之间 1 R 2 R R 图 6-2-1 5. 如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动,下列说法中正确的是() A.行星同时受到太阳的万有引力和向心力 B.行星受到太阳的万有引力,行星运动不需要向心力 C.行星受到太阳的万有引力与它运动的向心力不等 D.行星受到太阳的万有引力,万有引力提供行星圆周运动的向心力 6. 假设火星和地球都是球体。 火星的质量为 火星 M, 地球的质量为 地球 M, 两者质量之 比为P; 火星的半径为 火 R, 地球的半径为 地 R , 两者半径之比为q。 求它们表面处的 重力加速度之比。 7. 某人质量为 50kg,若g取 9.8m/s 2,G 6.67 10
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- 物理 万有引力定律 同步 练习
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