1、高中物理破解神秘的万有引力定律1. (南京模拟)宇宙空间中任何两个有质量的物体之间都存在引力,在实际生活中,为什么相距较近的两个人没有吸在一起?其原因是()A. 他们两人除万有引力外,还有一个排斥力B. 万有引力太小,只在这一个力的作用下,还不能把他们相吸到一起C. 由于万有引力很小,地面对他们的作用力总能与之平衡D. 人与人之间没有万有引力2. (济南模拟)第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折,牛顿在他们研究的基础上,得出了科学史上最伟大的定律之一万有引力定律。下列有关万有引力定律的说法中正确的是()A. 开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆B. 太阳与行星之间引力的规
2、律并不适用于行星与它的卫星C. 库仑利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值D. 牛顿在发现万有引力定律的过程中,应用了牛顿第三定律的知识3. 牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许通过实验测出了引力常量G,G在国际单位制中的单位是()A. Nm2/kg2 B. Nm/kg2 C. Nm2/kg D. Nm/kg4. 为了验证地面上的物体受到的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力,遵守同样的规律,牛顿做过著名的“月地”检验,基本想法是:如果重力和星体间的引力是同一性质的力,那么它们都与距离的二次方成反比关系。由于月心到地心的距离是地球半径的60倍,那么月球绕地球做近似圆周运动的向心加速
3、度应该是地面重力加速度的()A. B. 3600倍 C. D. 60倍5. 要使两物体间的万有引力减小到原来的,下列办法不可采用的是()A. 使两物体的质量各减少一半,距离不变B. 使其中一个物体的质量减小到原来的,距离不变C. 使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变D. 使两物体间的距离和质量都减为原来的6. 一颗运行中的人造地球卫星,到地心的距离为r时,所受万有引力为F;到地心的距离为2r时,所受万有引力为()A. FB. 3FC. FD. F7. 据报道,天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”,名为“55Cancrie”该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周
4、期的,母星的体积约为太阳的60倍假设母星与太阳密度相同,“55Cancrie”与地球做匀速圆周运动,则“55Cancrie”与地球的()A. 轨道半径之比约为B. 轨道半径之比约为C. 向心加速度之比为D. 向心加速度之比为8.(1)关于万有引力恒量G的较为准确的测量实验,最早是由英国物理学家_所做扭秤实验得到的。(2)(多选题)为了测量石英丝极微小的扭转角,该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是_A. 利用平面镜对光线的反射 B. 增大T型架横梁的长度C. 减少石英丝的直径 D. 增大刻度尺与平面镜的距离(3)已知T型架水平横梁长度为L,质量分别为m、m的球,位于同一水平面,当横梁处于
5、力矩平衡状态,测得m、m连线长度r,且与水平横梁垂直,同时测得石英丝的扭转角度为,由此得到扭转力矩k(k为扭转系数且已知),则引力常量的表达式G=_。9. (1)(单选题)如图(A)(B)(C)为力学中的三个实验装置,可知这三个实验共同的物理思想方法是_A. 极限的思想方法 B. 放大的思想方法C. 控制变量的方法 D. 猜想的思想方法(2)(多选题)上问(C)图是测定万有引力常量的实验装置图,万有引力常量由卡文迪许在万有引力定律发现102年后利用扭秤装置测出的,在这个实验中利用到的物理规律有_A. 牛顿运动定律 B. 开普勒行星运动定律C. 有固定转轴力矩的平衡条件 D. 光的反射定律1.
6、B 解析:根据万有引力定律的内容知,自然界中任意两个物体间的引力大小与两物体的质量m1和m2的乘积成正比,与两物体距离r的平方成反比,公式为F=G。他们两人除万有引力外,地面对他们的作用力,因万有引力太小,远小于受到的地面的作用力,则不可能把他们相吸到一起,故AD错误,B正确;万有引力与地面对他们的作用力之间没有因果关系,故C错误。2. AD 解析:根据开普勒第一定律可知,所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆,故A正确;太阳与行星间的引力就是万有引力,万有引力适用于一切天体之间,故B错误;万有引力常量G是由卡文迪许在实验室中首次准确测量出来的,故C错误;在发现万有引力定律的过程中,牛顿应用了牛顿第
7、三定律的知识,故D正确。3. A 解析:万有引力定律F=G,公式中,质量m的单位为kg,距离r的单位为m,引力F的单位为N,由公式推导得出,G的单位为,故A正确,BCD错误。4. A 解析:设地球半径为R,月球的向心加速度为a,由题意知,月球向心力与月球在地面上的重力之比:。5. D 解析:A. 使两物体的质量各减小一半,距离不变,根据万有引力定律F=G,可知,万有引力变为原来的,符合题意; B. 使其中一个物体的质量减小到原来的,距离不变,根据万有引力定律F= G可知,万有引力变为原来的,符合题意; C. 使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变,根据万有引力定律F=G,可知,万有引力变为原
8、来的,符合题意; D. 使两物体间的距离和质量都减为原来的,根据万有引力定律F=G,可知,万有引力与原来相等,不符合题意。6. C 解析:根据万有引力定律,有:F=GF=G故F=F7. BD 解析:根据牛顿第二定律和万有引力定律可得:解得故轨道半径之比,故A错误,B正确;根据万有引力提供向心力,可得,解得所以向心加速度之比,故C错误,D正确。8. (1)卡文迪许;(2)AD;(3)解析:牛顿发现了万有引力定律F=G ,英国科学家卡文迪许利用扭秤装置,第一次测出了引力常量G。(2)为了测量石英丝极微小的扭转角,该实验装置中采取使“微小量放大”利用平面镜对光线的反射来体现微小形变的。当增大刻度尺与
9、平面镜的距离时,转动的角度更明显,因此选项AD正确。当增大T型架横梁的长度时,会导致石英丝更容易转动,对测量石英丝极微小的扭转角仍没有作用,故B不正确;当减小石英丝的直径时,会导致石英丝更容易转动,对测量石英丝极微小的扭转角却没有作用,故C不正确;(3)质量分别为m和m的球,位于同一水平面内,当横梁处于静止时,力矩达平衡状态则有: 由 得9.(1)B;(2)CD解析:(1)解:桌面的受力微小形变借助于光的反射来放大;玻璃瓶的受力微小形变借助于液体体积变化;引力大小仍是借助于光的反射来放大,三个实验均体现出放大的思想方法,故选B。(2)卡文迪许测万有引力常量的实验中,引力大小借助光的反射来放大,实验中应用力矩平衡测出了力的大小,实验并未涉及牛顿定律及开普勒定律,故AB错误,CD正确。