太阳与行星间的引力
题组一 对太阳与行星间引力的理解
1.太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F'大小相等,其依据是( ) A.牛顿第一定律 B.牛顿第二定律 C.牛顿第三定律 D.开普勒第三定律
解析:太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F'为一对作用力与反作用力,据牛顿第三定律知,二者等大、反向,C对。 答案:C
2.行星之所以绕太阳运行,是因为( ) A.行星运动时的惯性作用
B.太阳是宇宙的控制中心,所有星体都绕太阳旋转 C.太阳对行星有约束运动的引力作用
D.行星对太阳有排斥作用,所以不会落向太阳
解析:太阳对行星的引力,使得行星绕太阳运行,故只有选项C正确。 答案:C
3.陨石落向地球是因为( )
A.陨石对地球的吸引力远小于地球对陨石的吸引力,所以陨石落向地球
B.陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等,但陨石质量小、加速度大,所以改变运动方向落向地球
C.太阳不再吸引陨石,所以陨石落向地球 D.陨石是在其他星球斥力作用下落向地球的
解析:两个物体间的引力是一对作用力与反作用力,它们的大小相等,且在任何情况下都存在,它们的大小与两物体的质量和距离有关,故A、C、D项错误;陨石落向地面是由于陨石的质量和地球相比很小,故运动状态容易改变,且加速度大,所以B项正确。 答案:B
4.(多选)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须原因,因为圆周运动是最完美的 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改变的原因是受到力的作用。行星围绕太阳运动,一定受到了力的作用
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: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。 答案:BCD
题组二 太阳与行星间引力规律的简单应用
5.地球质量大约是月球质量的81倍,一个飞行器在地球与月球之间,当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时,飞行器距月球球心的距离与月球球心距地球球心的距离之比为( ) A.1∶9 B.9∶1 C.1∶10 D.10∶1
解析:设月球质量为m,则地球质量为81m,地月间距离为r,当飞行器距月球r'时,地球对它的引力与月球对它的引力相等,飞行器的质量为m0,则G=G,所以=9,r=10r',r'∶r=1∶10,故选项C正确。 答案:C
6.(多选)两颗小行星都绕太阳做圆周运动,它们的周期分别是T和3T,则( ) A.它们绕太阳运动的轨道半径之比是1∶3 B.它们绕太阳运动的轨道半径之比是1∶ C.它们绕太阳运动的速度之比是∶1 D.它们受太阳的引力之比是9∶
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解析:由=常量知,A错,B对;由v=a知,两者速度之比为∶1,C对;由于不知道两颗小行星的质量,故D不确定。 答案:BC
7.太阳质量是地球质量的33万倍,若太阳对地球的引力大小为F,则地球对太阳的引力大小为( ) A.33F B.F C.9F D.81F
解析:地球对太阳的引力与太阳对地球的引力是一对相互作用力,等大、反向、共线,与发生相互作用的两个物体的质量无关,故选B。 答案:B
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8.已知太阳光从太阳射到地球需要500 s,地球绕太阳的周期约为3.2×10 s,地球的质量为
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6×10 kg,则太阳对地球的引力为多大?(保留一位有效数字)
解析:地球绕太阳做椭圆运动,由于椭圆非常接近圆,所以可将地球绕太阳的运动看成匀速圆周运动,
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需要的向心力是由太阳对地球的引力提供的,即F=mRω=mR。因为太阳光从太阳射到地球用的时间
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为500 s,所以太阳与地球间的距离R=ct,所以F=。代入数据得F≈4×10 N。
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答案:4×10 N
(建议用时:30分钟)
1.(多选)在探究太阳与行星间的引力的思考中,属于牛顿的猜想的是( )
A.使行星沿圆轨道运动,需要一个指向圆心的力,这个力就是太阳对行星的吸引力 B.行星运动的半径越大,其做圆周运动的周期就越大 C.行星运动的轨道是一个椭圆
D.任何两个物体之间都存在太阳和行星之间存在的这种类型的引力
解析:牛顿认为以任何方式改变速度都需要力(这种力存在于任何两物体之间),行星沿圆或椭圆运动,需要指向圆心或椭圆焦点的力,这个力是太阳对它的引力,A、D正确。行星轨道半径与运动周期的关系、行星运动的轨道是椭圆都属于开普勒三定律的内容。 答案:AD 2.
地球对月球具有相当大的引力,可它们没有靠在一起,这是因为( )
A.不仅地球对月球有引力,而且月球对地球也有引力,这两个力大小相等,方向相反,互相抵消了 B.不仅地球对月球有引力,而且太阳系中的其他星球对月球也有引力,这些力的合力为零 C.地球对月球的引力还不算大
D.地球对月球的引力用于不断改变月球的运动方向,使得月球围绕地球运动
解析:地球对月球的引力和月球对地球的引力是相互作用力,作用在两个物体上,不能相互抵消,A错。地球对月球的引力提供了月球绕地球做圆周运动的向心力,从而不断改变月球的运动方向,所以B、C错,D对。 答案:D
3.如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动,那么下列说法中正确的是( ) A.行星受到太阳的引力,提供行星做圆周运动的向心力 B.行星受到太阳的引力,但行星运动不需要向心力 C.行星同时受到太阳的引力和向心力的作用
D.行星受到太阳的引力与它运行的向心力可能不等
解析:行星围绕太阳做匀速圆周运动。行星受到太阳的引力作用,提供其做圆周运动的向心力,A项正确。 答案:A
4.(多选)下列说法正确的是( )
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