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一、必做题
1.(2022·徐州高一检测)关于太阳与行星间的引力,下列说法正确的是( )
A.神圣和永恒的天体做匀速圆周运动无需缘由,由于圆周运动是最完善的
B.行星绕太阳旋转的向心力来自太阳对行星的引力
C.牛顿认为物体运动状态发生转变的缘由是受到力的作用.行星围绕太阳运动,确定受到了力的作用
D.牛顿把地面上的动力学关系应用到天体间的相互作用,推导出了太阳与行星间的引力关系
解析:选BCD.任何做曲线运动的物体都需要外力的作用,行星绕太阳旋转的向心力来自太阳对行星的引力,A错,B、C、D对.
2.(2022·无锡高一检测)对于太阳与行星间的引力及其表达式F=G,下列说法正确的是( )
A.公式中G为比例系数,与太阳、行星有关
B.太阳、行星彼此受到的引力总是大小相等
C.太阳、行星彼此受到的引力是一对平衡力,合力为零,M、m都处于平衡状态
D.太阳、行星彼此受到的引力是一对相互作用力
解析:选BD.太阳与行星间引力表达式F=G中的G为比例系数,与太阳、行星都没有关系,A错误;太阳与行星间的引力分别作用在两个物体上,是一对作用力和反作用力,不能进行合成,B、D正确,C错误.
3.(2022·朝阳高一检测)如图所示,两个半径分别为r1=0.40 m,r2=0.60 m,质量分布均匀的实心球质量分别为m1=4.0 kg、m2=1.0 kg,两球间距离r0=2.0 m,则两球间的引力的大小为(G=6.67×10-11 N·m2/kg2)( )
A.6.67×10-11 N B.大于6.67×10-11 N
C.小于6.67×10-11 N D.不能确定
解析:选C.此题中为两质量分布均匀的球体,r是指两球心间的距离,由万有引力定律公式得F=
= N=2.96×10-11 N<6.67×10-11 N,故选C.
4.某行星的质量和半径分别约为地球的和,地球表面的重力加速度为g,则该行星表面的重力加速度约为( )
A.0.2g B.0.4g
C.2.5g D.5g
解析:选B.星球表面的重力等于万有引力,即G=mg,故行星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为==0.4,故g行=0.4g,选项B正确.
二、选做题
5.开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即=k,k是一个对全部行星都相同的常量.将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k的表达式.已知引力常量为G,太阳的质量为M太.
解析:因行星绕太阳做匀速圆周运动,于是轨道半长轴a即为轨道半径r,依据万有引力定律和牛顿其次定律有:
G=m行2r①
于是有=②
即k=.
答案:k=
6.如图所示,一个质量为M的匀质实心球,半径为R.假如从球的正中心挖去一个直径为R的球,放在相距为d的地方.求两球之间的引力是多大.
解析:依据匀质球的质量与其半径的关系
M=ρ×πr3∝r3,两部分的质量分别为
m=,M′=
依据万有引力定律,这时两球之间的引力为
F=G=G.
答案:G
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