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题型: 多选题
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多选题

已知万有引力恒量为G,根据下列所给条件能计算出地球质量的是(  )

A地球绕太阳运行的周期T和地球中心到太阳中心的距离R

B月球绕地球的运行周期T和月球中心到地球中心间距离R

C人造地球卫星在地面附近运行的速度v和运行周期T

D地球半径R和地球表面重力加速度g

正确答案

B,C,D

解析

解:A:要想算出地球的质量,地球必须作为天体运动的中心体,故A项错误;

B,C:由,即知月球绕地球的运行周期T和月球中心到地球中心间距离R即可解得地球的质量,故B,C正确.

D:在地球表面上知M=,故知道地球半径R和地球表面重力加速度g也可以解得地球的质量,故D项正确.

故选:BCD.

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题型:填空题
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填空题

万有引力定律是牛顿的研究成果,该成果与开普勒的研究无关.______(判断对错)

正确答案

解析

解:设行星的质量为m,太阳质量为M,行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为R,公转周期为T,太阳对行星的引力为F.

太阳对行星的引力提供行星运动的向心力为:F=mR(2=R

根据开普勒第三定律=k

故F= 根据牛顿第三定律,行星和太阳间的引力是相互的,太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,反过来,行星对太阳的引力大小与也与太阳的质量成正比.所以太阳对行星的引力F∝

写成等式有F=G(G为常量)

故答案为:错.

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题型: 单选题
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单选题

万有引力常量G=6.67×10-11N•m2/kg2的发现者是(  )

A开普勒

B牛顿

C胡克

D卡文迪许

正确答案

D

解析

解: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,引力常量G=6.67×10-11N•m2/kg2

故选:D

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题型:填空题
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填空题

A、B两个物体相距L时,它们之间的万有引力为F;当它们相距3L时,它们之间的万有引力大小为______F.按国际单位制,万有引力恒量G=6.67×10-11______

正确答案

N•m2/kg2

解析

解:根据万有引力定律得:

甲、乙两个质点相距L,它们之间的万有引力为F=,若保持它们各自的质量不变,将它们之间的距离增大到3L,

则甲、乙两个质点间的万有引力F′==F

国际单位制中质量m、距离r、力F的单位分别是:kg、m、N,

根据牛顿的万有引力定律F=,得到G的单位是N•m2/kg2

故答案为:;N•m2/kg2

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题型:填空题
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填空题

万有引力定律的公式为:______,其万有引力常量是英国物理学家______在实验室利用扭秤测得的.

正确答案

F=

卡文迪许

解析

解:根据万有引力定律的内容得万有引力定律的公式为:F=

其万有引力常量是英国物理学家卡文迪许在实验室利用扭秤测得的.

故答案为:F=,卡文迪许.

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题型: 多选题
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多选题

下列说法中符合开普勒对行星绕太阳运动的描述是(  )

A所有的行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动

B行星绕太阳运动时,太阳在椭圆的一个焦点上

C行星从近日点向远日点运动时,速率逐渐增大

D离太阳越远的行星,公转周期越长

正确答案

B,D

解析

解:A、行星绕太阳运动做椭圆轨道运动,并不是所有行星都在一个椭圆上,故A错误.

B、由开普勒第一定律可知:行星绕太阳运动做椭圆轨道运动,太阳在椭圆的一个焦点上,故B正确.

C、由开普勒第二定律可知,行星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等,故在近日点速度大,远日点速度小,故C错误.

D、由开普勒第三定律可知:=k,故可知离太阳越远的行星,公转周期越长,故D正确.

故选:BD.

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题型: 单选题
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单选题

地球表面处的重力加速度为g,则在距地面高度等于地球半径处的重力加速度为(  )

Ag

B

C

D2g

正确答案

C

解析

解:根据题意有:

G=mg            ①

G=mg′②

由①和②得:g′==

故C正确,ABD错误,

故选C.

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题型: 多选题
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多选题

对于万有引力定律的表达式,下面说法正确的是(  )

A公式中的G是引力常量

Br是两物体最近的距离

C可以找到r=0的两个物体

D两物体受到的相互引力总是大小相等,与两物体的质量是否相等无关

正确答案

A,D

解析

解:A、G是引力常量,是由卡文迪许测得的,故A正确.

B、r指物体重心间的距离,而不是物体间的距离,故B错误.

C、r指物体重心间的距离,故不存在r=0的两个物体,故C错误.

D、引力作用是相互的,两个物体间的万有引力是作用力和反作用力的关系,两物体受到的相互引力总是大小相等,与两物体的质量是否相等无关,故D正确.

故选:AD

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题型:简答题
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简答题

(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θ,由此得到扭转力矩kθ(k为扭转系数且已知),则引力常量的表达式G=______

正确答案

解: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;

故选:AD.

(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:

 得

故答案为:(1)卡文迪许;(2)AD;(3)

解析

解: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;

故选:AD.

(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:

 得

故答案为:(1)卡文迪许;(2)AD;(3)

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题型: 多选题
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多选题

万有引力常量G已知,并利用下列哪组数据,可以计算出地球的质量(  )

A已知地球的半径R和地面的重力加速度g

B已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r 和周期T

C已知地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径r 和公转周期T

D已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T

正确答案

A,B,D

解析

解:A、根据万有引力等于重力,

=mg

M=,故A正确;

B、卫星做圆周运动,由万有引力提供向心力得

=

M=,故B正确;

C、已知地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径r 和公转周期T,只能测算出被中心天体太阳的质量,而地球是做圆周运动的天体,在等式中地球质量消去,故C错误;

D、已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T,根据圆周运动的公式得轨道半径r=

由万有引力提供向心力得=

解得:M=

所以可求出地球的质量,故D正确

故选:ABD.

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题型:填空题
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填空题

首先发现行星绕太阳运动的轨道是椭圆,揭示行星运动规律的科学家是______.发现万有引力定律的科学家是______,用著名的“月-地”检验来证明重力与地球与月球的引力是同性质的力,都与距离的平方成反比,若月心到地心的距离是地球半径的60倍,那么“月”绕“地”做圆周运动的向心加速度是地球表面重力加速度的______

正确答案

开普勒

牛顿

解析

解:提出行星围绕太阳运行的轨道是椭圆等三个行星运动定律的科学家是开普勒,为了更深入地揭示其运动规律,另一科学家牛顿在此基础上发现了万有引力定律.

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:==

因此==

故答案为:开普勒,牛顿,

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题型: 单选题
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单选题

对于万有引力定律的数学表达式F=,下列说法正确的是(  )

A公式中G为引力常数,是人为规定的

Br趋近于零时,万有引力趋于无穷大

Cm1、m2之间的万有引力总是大小相等,与m1、m2的质量是否相等无关

Dm1、m2之间的万有引力总是大小相等方向相反,是一对平衡力

正确答案

C

解析

解:A、公式F=中G为引力常数,由卡文迪许通过实验测得.故A错误;

B、公式F=中从数学角度讲:当R趋近于零时其值是趋于无穷大,然而这是物理公式,所以R不可能为零.万有引力公式只适合于两个可以看做质点的物体,即,物体(原子)的自身半径相对两者的间距可以忽略时适用.而当距离无穷小时,相临的两个原子的半径远大于这个距离,它们不再适用万有引力公式.故B错误;

C、m1、m2之间的万有引力是属于相互作用力,所以总是大小相等,与m1、m2的质量是否相等无关,却与它们的质量乘积有关.故C正确;

D、m1、m2之间的万有引力总是大小相等方向相反,是一对相互作用力.不是一对平衡力.故D错误;

故选:C

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题型:填空题
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填空题

1789年,英国物理学家______利用______装置,第一次在实验室里比较准确地测得了引力常量.引力常量G=______

正确答案

卡文迪许

扭秤

6.67×10-11N•m2/kg2

解析

解: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,引力常量G=6.67×10-11N•m2/kg2

故答案为:卡文迪许,扭秤,6.67×10-11N•m2/kg2

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题型: 单选题
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单选题

下列关于万有引力的说法正确的是(  )

A牛顿测出了万有引力常量G

B对于质量分布均匀的球体,公式F=G中的r指两球心之间的距离

C因地球质量远小于太阳质量,故太阳对地球的引力远小于地球对太阳的引力

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

正确答案

B

解析

解:A、卡文迪许测出了万有引力常量G,故A错误;

B、对于质量分布均匀的球体,公式F=G中的r 指两球心之间的距离,故B正确;

C、太阳对地球的引力与地球对太阳的引力是作用力和反作用力,大小相等.故C错误;

D、任意两物体之间都存在万有引力,故D错误;

故选:B.

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题型: 单选题
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单选题

牛顿发现万有引力定律的思维过程是下列哪一个(  )

A理想实验-理论推导-实验检验

B假想-理论推导-规律形成

C假想-理论推导-实验检验

D实验事实-假想-理论推导

正确答案

C

解析

解:设行星的质量为m,太阳质量为M,行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为R,公转周期为T,太阳对行星的引力为F.

太阳对行星的引力提供行星运动的向心力为:F=mR(2=R

根据开普勒第三定律=k

故F=

根据牛顿第三定律,行星和太阳间的引力是相互的,太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,反过来,行星对太阳的引力大小与也与太阳的质量成正比.所以太阳对行星的引力F∝

写成等式有F=G(G为常量)

即:太阳与行星间的引力大小与太阳的质量和行星的质量的乘积成正比,与两者距离的二次方成反比.

当英国物理学家卡文迪许在实验室里利用扭秤装置第一次测出了万有引力常量,并通过月地检验,故C正确,ABD错误;

故选:C.

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