物理人教版 (2019)3 万有引力理论的成就一课一练

这是一份物理人教版 (2019)3 万有引力理论的成就一课一练，共4页。试卷主要包含了下列说法正确的是，02R=128 km，6×103 kg/m3等内容，欢迎下载使用。

A.海王星是人们直接应用万有引力定律计算出轨道而发现的
B.天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的
C.海王星是人们经过长期的太空观测而发现的
D.天王星的运行轨道与由万有引力定律计算出的轨道存在偏差,其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用,由此人们发现了海王星
【解析】选D。由行星的发现历史可知,天王星并不是根据万有引力定律计算出轨道而发现的;海王星不是通过观测发现,也不是直接由万有引力定律计算出轨道而发现的,而是人们发现天王星的实际轨道与理论轨道存在偏差,然后运用万有引力定律计算出“新”星的轨道,从而发现了海王星。由此可知,A、B、C错误,D正确。
2.地球表面的平均重力加速度为g,地球半径为R,万有引力常量为G,用上述物理量估算出来的地球平均密度为( )
A. B. C. D.
【解析】选A。联立以下三式:G=mg、V=πR3、ρ=,解得:ρ=。
3.北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球导航系统,系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,预计2020年全部建成。关于这5颗静止轨道卫星,下列说法正确的是( )
A.线速度相同B.角速度相同
C.向心加速度相同D.所受向心力相同
【解析】选B。这5颗静止轨道卫星是地球的同步卫星,线速度大小相等、角速度相同、向心加速度大小相等,而线速度方向时刻变化,向心加速度方向时刻变化,故选项A、C错误,选项B正确;这5颗静止轨道卫星的质量不一定相等,所受向心力大小不一定相等,方向时刻变化,故选项D错误。
4.某宇航员在飞船起飞前测得自身连同宇航服等随身装备共重840 N,在火箭发射阶段,发现当飞船随火箭以a=的加速度匀加速竖直上升到某位置时(其中g为地球表面处的重力加速度),其身体下方体重测试仪的示数为1 220 N。已知地球半径R=6 400 km。地球表面重力加速度g取10 m/s2(求解过程中可能用到=1.03,=1.02)。问:
(1)该位置处的重力加速度g′是地面处重力加速度g的多少倍?
(2)该位置距地球表面的高度h为多大?
(3)地球的平均密度是多少?
【解析】(1)飞船起飞前,对宇航员受力分析有G=mg,得m=84 kg。
在h高度处对宇航员受力分析,应用牛顿第二定律有F-mg′=ma,得=。
(2)根据万有引力公式可知,在地面处有=mg。
在h高度处有 =mg′。
解以上两式得h=0.02R=128 km。
(3)根据=mg可得,地球质量M=
地球的密度ρ==
代入数据得ρ=5.6×103 kg/m3
答案:(1)倍 (2)128 km (3)5.6×103 kg/m3
情境:在不久的将来,人类乘坐飞船去月球旅行或许会成为一种时尚,一个体重(连同装备)为200 kg的旅行者,在航行到离地球表面等于地球半径高度处。
问题:若已知地球表面的重力加速度为10 m/s2,月球的质量约为地球质量的,月球的半径约为地球半径的,求:
(1)此时旅行者所受的地球引力是多少?
(2)旅行者登上月球后所受的月球引力是多少?
【解析】(1)设地球的质量为M,半径为R,
人在地面所受引力:F1=G=mg=200×10 N=2 000 N
人在离地球表面等于地球半径高度处所受引力:
F2=G=G=mg=500 N
(2)人在月球表面所受引力:
F3=G=G=G=mg=395 N
答案:(1)500 N (2)395 N