Luyện thi Vật lí Lớp 10 - Chương 2: Động lực học chất điểm - Bài 3: Lực hấp dẫn, định luật vạn vật hấp dẫn - Chu Văn Biên

Nội dung text: Luyện thi Vật lí Lớp 10 - Chương 2: Động lực học chất điểm - Bài 3: Lực hấp dẫn, định luật vạn vật hấp dẫn - Chu Văn Biên

1. CHƯƠNG 2 BÀI 3. LỰC HẤP DẪN, ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN TÓM TẮT LÝ THUYẾT + Định luật vạn vật hấp dẫn: Lực hấp dẫn giữa hai chất điểm bất kì tỉ lệ thuận với tích hai khối lượng của chúng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. m m F G 1 2 ; với G 6,67.10 11 Nm2 / kg 2 . hd r 2 + Trọng lực của một vật là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó. + Trọng tâm của vật là điểm đặt của trọng lực của vật. TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH Câu 1. Khi khối lượng của hai vật và khoảng cách giữa chúng đều tăng lên gấp đôi thì lực hấp dẫn giữa chúng có độ lớn A. tăng gấp đôi.B. giảm đi một nửa. C. tăng gấp bốn.D. giữ nguyên như cũ. Câu 2. Lực hấp dẫn do một hòn đá ở trên mặt đất tác dụng vào Trái Đất thì có độ lớn A. lớn hơn trọng lượng của hòn đá. B. nhỏ hơn trọng lượng của hòn đá. C. bằng trọng lượng của hòn đá.D. bằng 0. Câu 3. Câu nào sau đây là đúng khi nói về lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng lên Mặt Trăng và do Mặt Trăng tác dụng lên Trái Đất? A. Hai lực này cùng phương, cùng chiều. B. Hai lực này cùng phương, ngược chiều nhau. C. Hai lực này cùng chiều, cùng độ lớn. D. Phương của hai lực này luôn thay đổi và không trùng nhau. Câu 4. Trong khoảng không vũ trụ rất xa các thiên thể, trọng lượng của một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 75 kg xấp xỉ bằng A. 0 N.B. 75 N.C. 750 N.D. 7,5 N. Câu 5. Các giọt mưa rơi được xuống đất là do nguyên nhân nào sau đây? A. Quán tínhB. Lực hấp dẫn của Trái Đất. C. Gió.D. Lực đẩy Ác-si-mét của không khí. Câu 6. Hai vật cách nhau một khoảng r1 lực hấp dẫn giữa chúng có độ lớn là F1 . Để độ lớn lực hấp dẫn tăng lên 4 lần thì khoảng cách r2 giữa hai vật bằng A. 2r1. B. r1 / 4. C. 4r1. D. r1 / 2. Câu 7. Độ lớn lực hấp dẫn giữa hai vật phụ thuộc vào A. thể tích của hai vật.B. khối lượng và khoảng cách giữa hai vật. C. môi trường giữa hai vậtD. khối lượng của Trái Đất. Câu 8. Khoảng cách giữa hai chất điểm tăng 3 lần thì độ lớn lực hấp dẫn giữa chúng
2. A. giảm 9 lần.B. tăng 9 lần.C. giảm 3 lần.D. tăng 3 lần. ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM ĐỊNH TÍNH 1D 2C 3B 4A 5B 6D 7B 8A TRẮC NGHIỆM ĐỊNH LƯỢNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI m m + Độ lớn lực hấp dẫn: F G 1 2 hd r 2 mM + Trọng lực: P G R h 2 GM GM + Gia tốc trọng trường: g h R g R h 2 R2 Câu 1. Cho biết khoảng cách giữa Mặt Trăng và Trái Đất là 38.107 m, khối lượng của Mặt Trăng 7,37.1022 kg, khối lượng của Trái Đất 6,0.1024 kg. Trái Đất hút Mặt Trăng với một lực có độ lớn gần giá trị nào nhất sau đây? A. 2.1020 N.B. 2,5.1020 N. C. 1,5.1020 N.D. 1020 N. Hướng dẫn 22 24 m1m2 11 7,37.10 .6.10 20 * Từ: Fhd G 2 6,67.10 2 2,04.10 N Chọn A. r 38.107 Câu 2. Nếu bán kính của hai quả cầu đồng chất và khoảng cách giữa tâm của chúng cùng giảm đi 2 lần, thì độ lớn lực hấp dẫn giữa chúng thay đổi như thế nào? A. Giảm 8 lần.B. Giảm 16 lần.C. Tăng 2 lần.D. Không thay đổi. Hướng dẫn 4 3 4 3 D1 r1 D2 r2 2 3 3 m m 3 3 16 r r * Từ: F G 1 2 G D D 1 2 hd r 2 r 2 9 1 2 r 2 1 r r 1 2 1 1 16 2 r3r3 1 F 1 2 hd * Nếu r2 r2 Fhd D1D2 2 2 9 r 16 16 1 r r 2 Chọn B.
3. Câu 3. Một con tàu vũ trụ bay về hướng Mặt Trăng. Ở thời điểm con tàu nằm ở điểm trên đường nối tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng, cách tâm Trái Đất bằng xR (với R là bán kính Trái Đất) thì lực hút của Trái Đất và của Mặt Trăng lên con tàu cân bằng nhau. Cho biết khoảng cách từ tâm Trái Đất đến tâm Mặt Trăng bằng 60R; khối lượng của Mặt Trăng nhỏ hơn khối lượng của Trái Đất 81 lần. Giá trị của x gần giá trị nào nhất sau đây? A. 42.B. 29.C. 53.D. 50. Hướng dẫn m m m m 81 1 * Từ: G D G T xR 2 60R xR 2 x2 60 x 2 x 54 Chọn C. Câu 4. Gia tốc rơi tự do trên bề mặt Trái Đất, trên bề mặt Mặt Trăng và trên bề mặt Kim Tinh lần lượt là 9,80m / s2 , 1,70m / s2 và 8,7m / s2 . Trọng lượng của một nhà du hành vũ trụ có khối lượng 75 kg khi người đó ở trên Trái Đất, trên Mặt Trăng và trên Kim Tinh lần lượt là P1 , P2 và P3 . Độ lớn của P1 P2 P3 gần giá trị nào nhất sau đây? A. 179 N.B. 205 N.C. 209 N.D. 275 N. Hướng dẫn P1 75.9,8 735 N * Từ: P mg P2 75.1,7 127,5 N P1 P2 P3 210 N Chọn C. P3 75.8,7 652,5 N Câu 5. Một vật khối lượng 1 kg, ở trên mặt đất có trọng lượng 10 N. Khi chuyển vật tới một điểm cách tâm Trái Đất 2R (R là bán kính Trái Đất) thì nó có trọng lượng bằng A. 1 N.B. 2,5 N.C. 5 N.D. 10 N. Hướng dẫn GmM r R P 1 2 GmM R P2 1 P1 * Từ: P P2 2,5 N r 2 GmM P 4 4 r 2R P 1 2 4R 2 Chọn B. Câu 6. Hai xe tải giống nhau, mỗi xe có khối lượng 2.104 kg, có trọng lượng P, ở cách xa nhau 40 m. Lấy g 9,8m / s2 . Độ lớn lực hấp dẫn giữa chúng bằng A. 34.10 10 P.B. 34.10 8 P.C. 85.10 8 P.D. 85.10 12 P. Hướng dẫn m2 F 11 4 Fhd G 2 hd Gm 6,67.10 .2.10 12 * Từ: r 2 2 85.10 Chọn D. P gr 9,8.40 P mg
4. Câu 7. Một con tàu vũ trụ có khối lượng 1000 kg đang bay quanh Trái Đất ở độ cao bằng hai lần bán kính Trái Đất. Cho biết gia tốc rơi tự do ở mặt đất là g 9,8m / s2 . Độ lớn lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên con tàu là A. 4900 N.B. 3270 N.C. 2450 N.D. 1089 N. Hướng dẫn mM mM m GM m 1000.9,8 * Từ: Fhd G G g 1089 N R h 2 R 2R 2 9 R2 9 9 Chọn D. Câu 8. Cho bán kính Trái Đất R = 6400 km. Một tên lửa vũ trụ đang ở cách tâm Trái Đất 1,5.105 km. Lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên nó ở vị trí đó nhỏ hơn so với ở mặt đất x lần. Giá trị của x gần giá trị nào nhất sau đây? A. 672 lần.B. 549 lần.C. 550 lần.D. 673 lần. Hướng dẫn mM r R F G mM hd1 R2 * Từ: Fhd G 2 r mM r 23,4375R Fhd2 G 2 2 23,4375 R F hd1 549,3 Chọn B. Fhd2 Câu 9. Cho biết bán kính của Trái Đất là 6400 km và gia tốc rơi tự do ở mặt đất là 9,8m / s2 . Độ lớn gia tốc rơi tự do ở độ cao 3200 m và ở độ cao 3200 km so với mặt đất lần lượt là g1 và g2 . Giá trị của g1 g2 gần giá trị nào nhất sau đây? A. 14 m / s2 .B. 11 m / s2 . C. 13 m / s2 .D. 15 m / s2 . Hướng dẫn 2 2 GM R GM R * Từ: g 2 2 g0 R h R h R R h 2 6400 h 3,2km g1 9,8 6400 3,2 2 g g 14,146 m / s Chọn A. 2 1 2 6400 h 3200km g2 9,8 6400 3200 Câu 10. Bán kính của sao Hoả R = 3400 km và gia tốc rơi tự do ở bề mặt sao Hoả g 0,38g0 ( g0 là gia tốc rơi tự do ở bề mặt Trái Đất). Cho biết Trái Đất có bán kính R0 6400 km và có khối lượng 24 M 0 6.10 kg. Khối lượng của sao Hoả gần giá trị nào nhất sau đây? A. 6,4.1023 kg.B. 1,2.1024 kg.C. 2,28.1024 kg.D. 21.1024 kg.
5. Hướng dẫn GM g 2 R2 R * Từ: g 0,38g0 M 0,38M 6,435.1023 kg Chọn A. GM 0 0 R0 g0 2 R0 BÀI TOÁN TƯƠNG TỰ VÀ BIẾN TƯỚNG Câu 1. Biết khối lượng của một hòn đá là m = 2,3 kg, gia tốc rơi tự do là g 9,81m / s2 . Hòn đá hút Trái Đất với một lực gần giá trị nào nhất sau đây? A. 17 N.B. 22 N.C. 24 N.D. 25 N. Câu 2. Mỗi tàu có khối lượng là 100000 tấn khi chúng ở cách nhau 0,5 km. Lực hấp dẫn giữa hai tàu thuỷ có độ lớn gần giá trị nào nhất sau đây? A. 2,7 N.B. 2,5 N.C. 1,5 N.D. 3,5 N. Câu 3. Cho bán kính Trái Đất là 6400 km. Ở độ cao h so với mặt đất thì gia tốc rơi tự do bằng một nửa gia tốc rơi tự do ở mặt đất. Giá trị của h gần giá trị nào nhất sau đây? A. 2670 km.B. 2650 km.C. 2680 km.D. 2770 km. Câu 4. Hai tàu thuỷ, mỗi chiếc có khối lượng 50000 tấn ở cách nhau 1 km. Lấy g 10m / s2 . So sánh lực hấp dẫn giữa chúng với trọng lượng của một quả cân có khối lượng 20g. A. Lớn hơn.B. Bằng nhau.C. Nhỏ hơn.D. Chưa thể biết. Câu 5. So sánh trọng lượng của nhà du hành vũ trụ trong con tàu vũ trụ đang bay quanh Trái Đất trên quỹ đạo có bán kính bằng 2 lần bán kính Trái Đất với trọng lượng của người ấy khi còn ở mặt đất. A. Bằng nhau.B. Nhỏ hơn 2 lần. C. Nhỏ hơn 4 lần.D. Lớn hơn 2 lần. 2 Câu 6. Gia tốc trọng trường tại mặt đất là g0 9,8m / s . Gia tốc trọng trường ở độ cao h R / 2 (với R là bán kính của Trái Đất) là A. 2,45 m / s2 .B. 4,36 m / s2 . C. 4,8 m / s2 .D. 22,05 m / s2 . Câu 7. Biết bán kính Trái Đất là R = 6400 km, gia tốc rơi tự do ở mặt đất là g 9,80m / s2 . Gia tốc rơi tự do ở độ cao 5 km và ở độ cao bằng nửa bán kính Trái Đất lần lượt là g1 và g2 . Giá trị của g1 g2 gần giá trị nào nhất sau đây? A. 14 m / s2 .B. 11 m / s2 . C. 13 m / s2 .D. 15 m / s2 . Câu 8. Lực hút của Trái Đất đặt vào một vật khi vật ở mặt đất là 45 N, khi vật ở độ cao h là 5 N. Gọi R là bán kính Trái Đất giá trị của h bằng A. 3R.B. 2R.C. 9R.D. R/3. Câu 9. Hoả tinh có bán kính bằng 0,53 bán kính Trái Đất và có khối lượng bằng 0,1 khối lượng Trái Đất. Nếu độ lớn gia tốc rơi tự do trên mặt đất là 9,8 m / s2 độ lớn gia tốc rơi tự do trên Hoả tinh gần giá trị nào nhất sau đây?
6. A. 14 m / s2 .B. 4,5 m / s2 . C. 13 m / s2 .D. 3,5 m / s2 . Câu 10. Vật ở độ cao h có trọng lượng của vật chỉ bằng 0,4 so với ở trên mặt đất. Biết bán kính Trái Đất là 6400 km. Giá trị của h gần giá trị nào nhất sau đây? A. 3456 km.B. 3719 km.C. 2745 km.D. 3789 km. Câu 11. Ở độ cao h so với ở trên mặt đất độ lớn gia tốc rơi tự do là 9,65 m / s2 . Biết gia tốc rơi tự do ở sát mặt đất là 9,83 m / s2 và bán kính Trái Đất là 6400 km. Giá trị của h gần giá trị nào nhất sau đây? A. 64 km.B. 49 km.C. 59 km.D. 39 km. Câu 12. Độ lớn gia tốc rơi tự do ở đỉnh núi là 9,809 m / s2 . Biết gia tốc rơi tự do ở chân núi là 9,810 m / s2 và bán kính Trái Đất là 6370 km. Tìm độ cao của đỉnh núi A. 0,64 km.B. 0,32 km.C. 0,59 km.D. 0,39 km. Câu 13. Tính gia tốc rơi tự do ở độ cao 7/9 bán kính Trái Đất. Biết gia tốc rơi tự do ở sát mặt đất là 10 m / s2 và bán kính Trái Đất là 6400 km. A. 3,2 m / s2 .B. 4,5 m / s2 . C. 13 m / s2 .D. 3,5 m / s2 . Câu 14. Tính trọng lượng của một vật có khối lượng m = 50 kg ở độ cao 7/9 bán kính Trái Đất. Biết gia tốc rơi tự do ở sát mặt đất là 10 m / s2 và bán kính Trái Đất là 6400 km. A. 500 N.B. 176 N.C. 137 N.D. 158 N. ĐÁP ÁN BÀI TOÁN TƯƠNG TỰ VÀ BIẾN TƯỚNG 1B 2A 3B 4C 5C 6B 7A 8B 9D 10B 11C 12B 13A 14D