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高中物理学习材料
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双基限时练(十) 太阳与行星间的引力
1．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 答案 C
2．下面关于行星对太阳的引力的说法中正确的是( ) A．行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力 B．行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关 C．太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力
D．行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星距太阳的距离成反比 解析 天体之间的引力是同一种性质力． 答案 A
3．把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周，由火星和地球运动的周期之比可求得( )
A．火星和地球的质量之比 B．火星和太阳的质量之比 C．火星和地球到太阳的距离之比
D．火星和地球绕太阳运行的速度大小之比
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4π2r3T2r3GMm4mπ2r112
解析 由2＝2，得T＝GM，则2＝3. rTT2r2由此式可知C选项正确． v2GMmGM由2＝mr，得v2＝r
r由此式可知D选项正确． 答案 CD
4．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 C．牛顿第三定律
B．牛顿第二定律 D．开普勒第三定律
解析 太阳对行星的引力和行星对太阳的引力是作用力与反作用力， 根据牛顿第三定律可知，二者等大，故C选项正确．
答案 C
5．行星之所以绕太阳运动是因为( ) A．行星运动时的惯性作用
B．太阳是宇宙的中心，所以行星都绕太阳旋转 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 行星能够绕太阳运动，是因为太阳对行星有引力作用，故只有C选项正确． 答案 C
m6．根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动知识知：太阳对行星的引力F∝2，rM
行星对太阳的引力F′∝2，其中M、m、r分别为太阳、行星质量和太阳与行星间的
r距离，下列说法正确的是( )
MmA．由F∝2和F′∝2知FF′＝m
rr
M.
B．F和F′大小相等，是作用力与反作用力． C．F和F′大小相等，是同一个力．
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D．太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力
解析 F′和F大小相等、方向相反是作用力和反作用力，太阳对行星的引力是行星绕太阳做圆周运动的向心力，故正确答案为B、D.
答案 BD
r3
7．把行星的运动近似看作匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T＝k，则
2
推得( )
mA．太阳对行星的引力为F＝k2
rB．太阳对行星的引力都相同 4π2km
C．太阳对行星的引力为F＝2
r
D．质量越大的行星，太阳对它的引力一定越大
v2
解析 太阳对行星的引力提供行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，则F＝mr，32
2πrr4πkm2
又v＝T，结合T＝k可得出F的表达式为F＝2，则得知F与m、r都有关系，
r
故选项A、B、D错误，选项C正确．
答案 C
8．关于太阳与行星间引力的公式F＝
GMm
，下列说法正确的是( ) r2A．公式中的G是引力常量，是人为规定的 B．太阳与行星间的引力是一对平衡力
C．公式中的G是比例系数，与太阳、行星都没有关系 D．公式中的G是比例系数，与太阳的质量有关
R3GMm
解析 公式F＝2中的G是一个比例系数，它与开普勒第三定律中k＝2的常
rT数k不同，G与太阳质量、行星质量都没有关系，而k与太阳质量有关，故C选项正确．
答案 C
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9．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向心力，这个力就是太阳对行星的吸引力
B．行星运动的半径越大，其做圆周运动的运动周期越大 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 牛顿认为任何方式变速度都需要力(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．
答案 AD
10．在牛顿发现太阳与行星间引力的过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式，这是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是( )
A．研究对象的选取 C．类比
B．理想化过程 D．等效
m
解析 太阳对行星的引力表达式F∝2，被吸引的物体为行星，其质量为m.行星
r对太阳的引力和太阳对行星的引力是同性质的力，行星对太阳引力的表达式与太阳对行星引力的表达式应有相同的形式．如果被吸引的物体是太阳且质量为M，则行星对M
太阳引力的表达式应为F′∝2，这一论证过程是类比论证过程．类比论证是一个应r用广泛的论证方法，通过两个对象之间在某些方面的相同或相似，推出它们在其他方面也可能相同或相似，从而揭示出事物间的内在联系．
答案 C
11．火星绕太阳的运动可看作匀速圆周运动，火星与太阳间的引力提供火星运动的向心力，已知火星运行的轨道半径为r，运行周期为T，引力常量为G，试写出太阳质量的表达式．
解析 设太阳质量为M，火星的质量为m.
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火星与太阳间的引力提供向心力，则有
2
GMmmv
＝r， r22πrv＝T.
4π2r3
两式联立得M＝.
GT24π2r3
答案
GT212．已知太阳的质量为M，地球的质量为m1，月亮的质量为m2，当发生日全食时，太阳、月亮、地球几乎在同一直线
上，且月亮位于太阳与地球中间，如图所示．设月亮到太阳的距离为a，地球到月亮的距离为b，则太阳对地球的引力F1和对月亮的引力F2的大小之比为多少？
Mm
解析 由太阳与行星间的引力公式F＝G2得
r太阳对地球的引力 Mm1F1＝G①
?a＋b?2太阳对月球的引力 Mm2F2＝G2②
a
F1m1a2
由①②得：＝.
F2m2?a＋b?2m1a2
答案
m2?a＋b?2
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人教版高中物理必修二：第六章2太阳与行星间的引力
