Question

萬(wàn)有引力的發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)史上的第一次大統(tǒng)一——“地上物理學(xué)”和“天上物理學(xué)”的統(tǒng)一．它表明天體運(yùn)動(dòng)和地面上物體的運(yùn)動(dòng)遵循相同的規(guī)律．牛頓在發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中，將行星的橢圓軌道簡(jiǎn)化為圓軌道，還應(yīng)用了其他的規(guī)律和結(jié)論．下面的規(guī)律和結(jié)論被使用到的有

1. A.
   開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律
2. B.
   卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出的引力常量
3. C.
   牛頓第二定律
4. D.
   牛頓第三定律

Answer 1

ACD
考點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用；牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用；開(kāi)普勒定律．
分析：在開(kāi)普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)所總結(jié)的規(guī)律的基礎(chǔ)上，把行星的運(yùn)動(dòng)理想化，看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)．根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件得出太陽(yáng)對(duì)行星存在著引力，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)推導(dǎo)出太陽(yáng)對(duì)行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽(yáng)的距離成反比，再由引力作用的相互性得出引力的大小也與太陽(yáng)的質(zhì)量成正比，寫(xiě)成公式，然后對(duì)該規(guī)律進(jìn)行討論，推廣到一般物體間也同樣存在相互作用的引力，且遵守同樣的規(guī)律--萬(wàn)有引力定律．
解答：解：萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo)過(guò)程：
我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了行星的運(yùn)動(dòng)，開(kāi)普勒指出所有的行星圍繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有的橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，所以行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，事實(shí)上，行星運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道離心率很接近于1，我們把它理想化成一個(gè)圓形軌道，即認(rèn)為行星繞太陽(yáng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)．根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的條件可知行星必然受到了一個(gè)太陽(yáng)的力．牛頓認(rèn)為這是太陽(yáng)對(duì)行星的引力，那么，太陽(yáng)對(duì)行星的引力F應(yīng)為行星運(yùn)動(dòng)所受的向心力，即：F=mR 再根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律=k得：F=m，其中m為行星的質(zhì)量，R為行星軌道半徑，即太陽(yáng)與行星的距離．也就是說(shuō)，太陽(yáng)對(duì)行星的引力正比于行星的質(zhì)量而反比于太陽(yáng)與行星的距離的平方．即：F∝根據(jù)牛頓第三定律，既然太陽(yáng)對(duì)行星的引力與行星的質(zhì)量成正比，那么行星對(duì)太陽(yáng)也有作用力，也應(yīng)與太陽(yáng)的質(zhì)量M成正比，即：
F∝，所以得到F∝，用文字?jǐn)⑹鰹椋禾��?yáng)與行星之間的引力，與它們質(zhì)量的乘積成正比，與它們的距離的平方成反比．這就是牛頓的萬(wàn)有引力定律．用公式表述為：F=G其中G是一個(gè)常數(shù)，叫做萬(wàn)有引力恒量．
故選ACD．
點(diǎn)評(píng)：我們自己能夠推導(dǎo)萬(wàn)有引力定律，了解其中運(yùn)用的物理規(guī)律．