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万有引力
16—17世纪,天文学取得了巨大的成就。其中,天文学家开普勒对行星的运行进行了数学分析,得出了著名的行星运行规律——开普勒三大定律。这引起了牛顿的思考：是什么因素导致行星围绕恒星运动而不是远离恒星而去呢？为什么所有的行星的运行都遵循同样的规律呢？他在开普勒等人研究的基础上,得出了万有引力定律：任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引；该引力大小与它们质量的乘积成正比,与它们距离的平方成反比,与两物体的化学组成和其间介质种类无关。
但是,牛顿没有解决万有引力的计算问题。后来,另外一个科学家卡文迪许通过著名的扭秤实验,测出了万有引力常量$G$,人们才能准确计算两个物体间的万有引力的大小。
生活中常见的物体之间的万有引力极其微小,我们察觉不到它,可以不予考虑。比如,两个质量都是60kg的人,相距0.5m,他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿,而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍！但是,天体系统中,由于天体的质量很大,万有引力就起着决定性的作用。在天体中质量还算很小的地球,对其他物体的万有引力已经具有巨大的影响,它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上,它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。
1846年,法国工艺学院的天文学教师勒维耶,利用万有引力定律计算出了海王星的位置,之后,人们在他预测位置的附近发现了海王星,使海王星成为不是通过观测而是通过计算发现的行星。
(1) 文中的四位人物,对万有引力的发现与完善没有作出贡献的是( )
A. 开普勒
B. 牛顿
C. 卡文迪许
D. 勒维耶
(2) 质量为1kg的物体,在不同的星球上的重力是不同的；在地球上的重力是9.8N,在月球上的重力是1.62N,造成这种不同的最主要原因是( )
A. 地球上有大量的水而月球上没有
B. 地球与月球的构成成分不同
C. 地球总质量大于月球总质量
D. 地球有大气层而月球没有
(3) 如图所示,甲、乙、丙、丁四个小球放置在同一条直线上,根据图中给出的距离与质量值,从万有引力角度分析,对丙球吸引力最小的小球是( )
A. 甲
B. 乙
C. 丁
D. 一样大
万有引力
16—17世纪,天文学取得了巨大的成就。其中,天文学家开普勒对行星的运行进行了数学分析,得出了著名的行星运行规律——开普勒三大定律。这引起了牛顿的思考：是什么因素导致行星围绕恒星运动而不是远离恒星而去呢？为什么所有的行星的运行都遵循同样的规律呢？他在开普勒等人研究的基础上,得出了万有引力定律：任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引；该引力大小与它们质量的乘积成正比,与它们距离的平方成反比,与两物体的化学组成和其间介质种类无关。
但是,牛顿没有解决万有引力的计算问题。后来,另外一个科学家卡文迪许通过著名的扭秤实验,测出了万有引力常量$G$,人们才能准确计算两个物体间的万有引力的大小。
生活中常见的物体之间的万有引力极其微小,我们察觉不到它,可以不予考虑。比如,两个质量都是60kg的人,相距0.5m,他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿,而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍！但是,天体系统中,由于天体的质量很大,万有引力就起着决定性的作用。在天体中质量还算很小的地球,对其他物体的万有引力已经具有巨大的影响,它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上,它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。
1846年,法国工艺学院的天文学教师勒维耶,利用万有引力定律计算出了海王星的位置,之后,人们在他预测位置的附近发现了海王星,使海王星成为不是通过观测而是通过计算发现的行星。
(1) 文中的四位人物,对万有引力的发现与完善没有作出贡献的是( )
A. 开普勒
B. 牛顿
C. 卡文迪许
D. 勒维耶
(2) 质量为1kg的物体,在不同的星球上的重力是不同的；在地球上的重力是9.8N,在月球上的重力是1.62N,造成这种不同的最主要原因是( )
A. 地球上有大量的水而月球上没有
B. 地球与月球的构成成分不同
C. 地球总质量大于月球总质量
D. 地球有大气层而月球没有
(3) 如图所示,甲、乙、丙、丁四个小球放置在同一条直线上,根据图中给出的距离与质量值,从万有引力角度分析,对丙球吸引力最小的小球是( )
A. 甲
B. 乙
C. 丁
D. 一样大
答案
D
C
A
解析
【解析】
(1) 开普勒的研究为牛顿发现万有引力定律奠定基础，牛顿得出万有引力定律，卡文迪许测出万有引力常量，他们都对万有引力的发现与完善作出贡献；勒维耶是利用万有引力定律发现海王星，未对万有引力的发现与完善作出贡献，故选D。
(2) 重力源于星球对物体的万有引力，根据万有引力定律，引力大小与星球质量成正比，地球总质量大于月球总质量，因此同一物体在地球上的重力更大，故选C。
(3) 根据万有引力公式$F=G\frac{m_1m_2}{r^2}$：
甲对丙的引力：$F_{甲丙}=G\frac{1×1}{2^2}=\frac{G}{4}$
乙对丙的引力：$F_{乙丙}=G\frac{1×1}{1^2}=G$
丁对丙的引力：$F_{丁丙}=G\frac{1×2}{2^2}=\frac{G}{2}$
比较可知甲对丙的吸引力最小，故选A。
【答案】
D；C；A
【知识点】
万有引力定律；重力的成因；万有引力计算
【点评】
本题考查万有引力定律的相关知识，需结合材料理解万有引力的发现历程、重力与万有引力的关系，并能利用公式进行简单计算，注重对知识的理解与应用。
【难度系数】
0.6
(1) 开普勒的研究为牛顿发现万有引力定律奠定基础，牛顿得出万有引力定律，卡文迪许测出万有引力常量，他们都对万有引力的发现与完善作出贡献；勒维耶是利用万有引力定律发现海王星，未对万有引力的发现与完善作出贡献，故选D。
(2) 重力源于星球对物体的万有引力，根据万有引力定律，引力大小与星球质量成正比，地球总质量大于月球总质量，因此同一物体在地球上的重力更大，故选C。
(3) 根据万有引力公式$F=G\frac{m_1m_2}{r^2}$：
甲对丙的引力：$F_{甲丙}=G\frac{1×1}{2^2}=\frac{G}{4}$
乙对丙的引力：$F_{乙丙}=G\frac{1×1}{1^2}=G$
丁对丙的引力：$F_{丁丙}=G\frac{1×2}{2^2}=\frac{G}{2}$
比较可知甲对丙的吸引力最小，故选A。
【答案】
D；C；A
【知识点】
万有引力定律；重力的成因；万有引力计算
【点评】
本题考查万有引力定律的相关知识，需结合材料理解万有引力的发现历程、重力与万有引力的关系，并能利用公式进行简单计算，注重对知识的理解与应用。
【难度系数】
0.6
