20 câu hỏi trắc nghiệm thuộc 20 câu trắc nghiệm Lực hấp dẫn - Định luật vạn vật hấp dẫn cực hay có đáp án

Câu 1:

Khi nói về lực hấp dẫn giữa hai chất điểm, phát biểu nào sau đây sai?

A. Lực hấp dẫn có phương trùng với đường thẳng nối hai chất điểm

B. Lực hấp dẫn có điểm đặt tại mỗi chất điểm

C. Lực hấp dẫn của hai chất điểm là cặp lực trực đối

D. Lực hấp dẫn của hai chất điểm là cặp lực cân bằng.

Xem đáp án

Chọn D.

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

Phạm vị áp dụng định luật:

- Khoảng cách giữa các vật rất lớn so với khoảng cách giữa chúng (chất điểm).

- Các vật đồng chất hình cầu. Khi đó r là khoảng cách giữa hai tâm.

$\overset{⇀}{F_{12}} = - \overset{⇀}{F_{12}}$ nên lực hấp dẫn giữa hai chất điểm có cùng phương trùng với đường thẳng nối hai chất điểm, là cặp lực trực đối.

Câu 2:

Một vật có khối lượng m đặt ở nơi có gia tốc trọng trường g. Phát biểu nào sau đây sai?

A. Trọng lực có độ lớn được xác định bởi biểu thức P = mg

B. Điểm đặt của trọng lực là trọng tâm của vật.

C. Trọng lực tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật

D. Trọng lực là lực hút của Trái Đất tác dụng lên vật

Xem đáp án

Chọn C

Trọng lực của một vật: là lực hấp dẫn giữa Trái Đất và vật đó

Trọng lực đặt tại một điểm đặc biệt của vật gọi là trung tâm

Độ lớn của trọng lực gọi là trọng lượng của vật: P = mg

Câu 3:

Một vật có khối lượng m, ở độ cao h so với mặt đất. Gọi M là khối lượng Trái Đất, G là hằng số hấp dẫn và R là bán kính Trái Đất. Gia tốc rơi tự do tại vị trí đặt vật có biểu thức là:

A. $g = \frac{G M}{{(R + h)}^{2}}$

B. $g = \frac{G m M}{R^{2}}$

C. $g = \frac{G M}{{(h)}^{2}}$

D. $g = \frac{G M}{R^{2}}$

Xem đáp án

Chọn A.

Công thức tính gia tốc trọng trường theo độ cao so với mặt đất

với h là độ cao so với mặt đất, R là bán kính Trái đất.

Câu 4:

Một viên đá đang nằm yên trên mặt đất, lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng vào hòn đá có giá trị

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

Xem đáp án

Chọn C.

Một viên đá đang nằm yên trên mặt đất, lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng vào hòn đá có giá trị bằng trọng lượng của hòn đá.

Câu 5:

Hai quả cầu đồng chất có khối lượng 20 kg, bán kính 10 cm, khoảng cách giữa hai tâm của của chúng là 50 cm. Biết rằng số hấp dẫn là

$G = 6, 67 . 10^{- 11} N . m^{2} / k g^{2}$ . Độ lớn lực tương tác hấp dẫn giữa chúng là

A. $1, 0672 . 10^{- 8} N$

B. $1, 0672 . 10^{- 6} N$

C. $1, 067 . 10^{- 7} N$

D. $1, 0672 . 10^{- 5} N$

Xem đáp án

Chọn C.

Câu 6:

Hai khối cầu giống nhau được đặt sao cho tâm cách nhau khoảng r thì lực hấp dẫn giữa chúng là F. Nếu thay một trong hai khối cầu trên bằng một khối cầu đồng chất khác nhưng có bán kính lớn gấp hai, vẫn giữ nguyên khoảng cách giữa hai tâm (hai khối cầu không chạm nhau) thì lực hấp dẫn giữa chùng lúc này là

A. 2F

B. 16F

C. 8F

D. 4F

Xem đáp án

Chọn C.

Ban đầu, ta có:

Khối lượng của quả cầu có bán kính lớn gấp hai là:

$m_{2}^{'} = D . V' = D . \frac{4 π}{3} {(r_{2}^{'})}^{3} = D . \frac{4 π}{3} {(2 r_{1})}^{3} = 8 D . \frac{4 π}{3} r_{1}^{3} = 8 m$

Câu 7:

Cho biết khoảng cách giữa tâm Mặt Trăng và tâm Trái Đất là $38 . 10^{7}$ m; khối lượng Mặt Trăng và Trái Đất tương ứng là $7, 37 . 10^{22}$ kg và $6 . 10^{24}$ kg; hằng số hấp dẫn G = 6,67.10^-11 N.m²/kg². Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng có độ lớn là

A. $0, 204 . 10^{21} N$

B. $2, 04 . 10^{21} N$

C. $22 . 10^{25} N$

D. $2 . 10^{27} N$

Xem đáp án

Chọn A.

Lực hấp dẫn giữa Trái Đất và Mặt Trăng có độ lớn là:

Câu 8:

Ở mặt đất, một vật có trọng lượng 10 N. Nếu chuyển vật này ở độ cao cách Trái Đất một khoảng R (R là bán kính Trái Đất) thì trọng lượng của vât bằng

A. 1 N

B. 2,5 N

C. 5 N.

D. 10 N

Xem đáp án

Chọn B.

Tại mặt đất:

Tại độ cao cách Trái Đất một khoảng R (R là bán kính Trái Đất) thì trọng lượng của vât bằng:

Câu 9:

Biết gia tốc rơi tự do ở đỉnh và chân một ngọn núi lần lượt là 9,809 $m / s^{2}$ và 9,810 $m / s^{2}$ . Coi Trái Đất là đồng chất và chân núi cách tâm Trái Đất 6370 km. Chiều cao ngọn núi này là

A. 324,6 m

B. 640 m

C. 649,4 m

D. 325 m

Xem đáp án

Chọn A.

Câu 10:

Coi khoảng cách trung bình giữa tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng gấp 60 lần bán kính Trái Đất; khối lượng Mặt Trăng nhỏ hơn khối lượng Trái Đất 81 lần. Xét vật M nằm trên đường thẳng nối tâm Trái Đất và tâm Mặt Trăng mà ở đó có lực hấp dẫn của Trái Đất và của Mặt Trăng cân bằng nhau. So với bán kính Trái Đất, khoảng cách từ M đến tâm Trái Đất gấp

A. 56,5 lần

B. 54 lần

C. 48 lần

D. 32 lần

Xem đáp án

Chọn B.

Gọi x là khoảng cách tử tâm Trái Đất đến vật m đặt tại điểm ta xét nên khoảng cách từ tâm của Mặt Trăng đến vật là 60R – x.

Câu 11:

Cho tam giác vuông cân ABC vuông tại C,có cạnh huyền AB = R. Tại ba đỉnh A, B và C của tam giác, người ta đặt 3 chất điểm có khối lượng lần lượt là m, 2m và 3m. Tìm lực hấp dẫn tác dụng lên chất điểm tại C.

A. $3 \sqrt{5} G \frac{m^{2}}{R^{2}}$

B. $6 \sqrt{5} G \frac{m^{2}}{R^{2}}$

C. $12 G \frac{m^{2}}{R^{2}}$

D. $6 G \frac{m^{2}}{R^{2}}$

Xem đáp án

Chọn B.

Câu 12:

Kim tinh (còn gọi là sao Thái Bạch, sao Hôm hoặc sao Mai) được gọi là “hành tinh sinh đôi” với Trái Đất do khối lượng, kích thước gần giống với Trái Đất. Biết Trái Đất và Kim Tinh có đường kính lần lượt là 12740 km và 12090 km. Khối lượng của Kim Tinh bằng 81,5% khối lượng của Trái Đất. Tính gia tốc rơi tự đo trên bề mặt của Kim Tinh biết gia tốc rơi tự do trên bề mặt của Trái Đất có giá trị gT = 9,81 $m / s^{2}$

A. 13,37 $m / s^{2}$

B. 8,88 $m / s^{2}$

C. 7,20 $m / s^{2}$

D. 1,67 $m / s^{2}$

Xem đáp án

Chọn B.

$\Rightarrow g_{K} = g_{T} . \frac{M_{K}}{M_{T}} . \frac{R_{T}^{2}}{R_{K}^{2}} = 9, 81 . 0, 815 . \frac{12740^{2}}{12090^{2}} = 8, 88 m / s^{2}$

Câu 13:

Cho gia tốc trọng trường trên mặt đất là $9, 8 m / s^{2}$ , tính gia tốc trọng trường trên sao Hỏa. Biết khối lượng Sao Hỏa bằng 10% khối lượng Trái Đất và bán kính Sao Hỏa bằng 0,53 bán kính Trái Đất

A. $3, 49 m / s^{2}$

B. $9, 7 m / s^{2}$

C. $3, 54 m / s^{2}$

D. $9, 89 m / s^{2}$

Xem đáp án

Từ đầu bài, ta có:

$\{\begin{cases} M_{S H} = 0, 1 M_{T D} \\ R_{S H} = 0, 53 R_{T D} \end{cases}$ và gia tốc trọng trường trên mặt đấtg=9,8m/s²

Áp dụng biểu thức tính gia tốc trọng trường ta có:

Gia tốc trọng trường trên mặt đất

$g = G \frac{M_{T D}}{R_{T D}^{2}} (1)$

Gia tốc trọng trường trên sao Hỏa

$g_{S H} = G \frac{M_{S H}}{R_{S H}^{2}} (2)$

Lấy $\frac{(1)}{(2)}$ ta được:

$\begin{array}{l} \frac{g}{g_{S H}} = \frac{M_{T D} R_{S H}^{2}}{M_{S H} R_{T D}^{2}} \\ = \frac{M_{T D} .0, 53^{2} R_{T D}^{2}}{0, 1 M_{T D} . R_{T D}^{2}} = 2, 809 \\ \to g_{S H} = \frac{g}{2, 809} = \frac{9, 8}{2, 809} = 3, 49 m / s^{2} \end{array}$

Đáp án: A

Câu 14:

Biết sao Hỏa có bán kính bằng 0,53 bán kính Trái Đất và có khối lượng bằng 0,1 lần khối lượng Trái Đất. Một vật có gia tốc rơi tự do ở trên mặt đất là $9, 8 m / s^{2}$ , nếu vật này rơi tự do trên sao Hỏa thì gia tốc rơi là

A. $3, 5 m / s^{2}$

B. $7, 0 m / s^{2}$

C. $2, 8 m / s^{2}$

D. $3, 25 m / s^{2}$

Xem đáp án

Từ đầu bài, ta có:

$\{\begin{cases} M_{S H} = 0, 1 M_{T D} \\ R_{S H} = 0, 53 R_{T D} \end{cases}$

và gia tốc trọng trường trên mặt đất g=9,8m/s²

Áp dụng biểu thức tính gia tốc trọng trường ta có:

Gia tốc trọng trường trên mặt đất:

$g = G \frac{M}{R_{T D}^{2}} (1)$

Gia tốc trọng trường trên sao Hỏa

$g_{S H} = G \frac{M_{S H}}{R_{S H}^{2}} (2)$

Lấy $\frac{(1)}{(2)}$ ta được:

$\begin{array}{l} \frac{g}{g_{S H}} = \frac{M_{T D} R_{S H}^{2}}{M_{S H} R_{T D}^{2}} \\ = \frac{M_{T D} .0, 53^{2} R_{T D}^{2}}{0, 1 M_{T D} . R_{T D}^{2}} = 2, 809 \\ \to g_{S H} = \frac{g}{2, 809} = \frac{9, 8}{2, 809} = 3, 49 m / s^{2} \end{array}$

Đáp án: A

Câu 15:

Ở độ cao nào so với mặt đất thì trọng lượng của vật bằng 0,4 lần trọng lượng của vật đó khi ở trên mặt đất. Biết Bán kính Trái Đất là 6400km

A. 2560km

B. 3718,4km

C. 2365,8km

D. 3250km

Xem đáp án

Ta có:

Trọng lượng của vật ở mặt đất:

$P = G \frac{m M}{R^{2}}$

Trọng lượng của vật ở độ cao h:

$P_{h} = G \frac{m M}{{(R + h)}^{2}}$

Theo đề bài, ta có:

$\begin{array}{l} P_{h} = 0, 4 P \leftrightarrow G \frac{m M}{{(R + h)}^{2}} = 0, 4 G \frac{m M}{R^{2}} \\ \leftrightarrow R^{2} = 0, 4 {(R + h)}^{2} \to h = 0, 581 R \\ = 0, 581.6400 = 3718, 4 k m \end{array}$

Đáp án: B

Câu 16:

Bán kính Trái Đất là R = 6400km, gia tốc trọng trường ở mặt Đất là $9, 83 m / s^{2}$ . Ở độ cao nào so với mặt đất trọng lượng của vật bằng $\frac{2}{3}$ trọng lượng của vật ở trên mặt đất

A. 1435km

B. 1436km

C. 1440 km

D. 1438km

Xem đáp án

Ta có

Trọng lượng của vật ở mặt đất:

$P = G \frac{m M}{R^{2}}$

Trọng lượng của vật ở độ cao h

$P_{h} = G \frac{m M}{{(R + h)}^{2}}$

Theo đề bài, ta có:

$P_{h} = \frac{2}{3} P \leftrightarrow G \frac{M m}{{(R + h)}^{2}} = \frac{2}{3} G \frac{M m}{R^{2}}$

$\Leftrightarrow \frac{2}{3} {(R + h)}^{2} = R^{2} \Rightarrow h = 0,225 R = 0,225.6400 = 1440 k m$

Đáp án: C

Câu 17:

Bán kính Trái Đất là R = 6400km, gia tốc trọng trường ở mặt Đất là $9, 83 m / s^{2}$ . Tính độ cao mà tại đó gia tốc trọng trường là $9, 65 m / s^{2}$

A. 48 km

B. 65 km

C. 58,6km

D. 68,5km

Xem đáp án

Ta có:

Gia tốc trọng trường tại mặt đất:

$g = G \frac{M}{R^{2}} = 9, 83 m / s^{2} (1)$

Gia tốc trọng trường tại độ cao h:

$g_{h} = G \frac{M}{{(R + h)}^{2}} = 9, 65 m / s^{2} (2)$

Lấy $\frac{(1)}{(2)}$ ta được:

$\frac{g}{g_{h}} = \frac{{(R + h)}^{2}}{R^{2}} = \frac{9, 83}{9, 65} = 1, 0187$

$\begin{array}{l} \to h \approx 9, 16 {.10}^{- 3} R \\ = 9, 16 {.10}^{- 3} . 6400 \approx 58, 6 k m \end{array}$

Đáp án: C

Câu 18:

Bán kính Trái Đất là 6400km, gia tốc trọng trường ở sát mặt đất là $10 m / s^{2}$ . Một vật có khối lượng 50kg ở độ cao bằng $\frac{7}{9}$ lần bán kính Trái Đất. Coi vật chuyển động tròn đều xung quanh Trái Đất. Chu kì chuyển động của vật quanh Trái Đất là:

A. 2 giờ

B. 1 giờ

C. 3,3 giờ

D. 2,5 giờ

Xem đáp án

Ta có:

Gia tốc trọng trường tại mặt đất:

$g = G \frac{M}{R^{2}} = 10 m / s^{2}$

Gia tốc trọng trường ở độ cao $h = \frac{7}{9} R$

Trọng lượng của vật tại độ cao h đó:

$\begin{array}{l} g_{h} = G \frac{M}{{(R + \frac{7}{9} R)}^{2}} = \frac{g}{{(\frac{16}{9})}^{2}} \end{array}$

$= 0, 32 g = 3, 2 m / s^{2}$

Trọng lượng của vật tại độ cao h đó

$P_{h} = m g_{h} = 50.3, 2 = 160 N$

Mặt khác, trọng lượng đóng vai trò như lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều xung quanh Trái Đất, ta có:

$P_{h} = F_{h t} = m \frac{v^{2}}{r}$

$\leftrightarrow 160 = 50 \frac{v^{2}}{(6400 + \frac{7}{9} 6400) .1000}$

$\begin{array}{l} \to v = 6034 m / s \end{array}$

Tốc độ góc: $ω = \frac{v}{r}$

$= \frac{6034}{(6400 + \frac{7}{9} 6400) .1000} = 5, {3.10}^{- 4}$

Chu kì chuyển động của vật

$T = \frac{2 π}{ω} = \frac{2 π}{5, {3.10}^{- 4}} = 11855 s \approx 3, 3$ giờ

Đáp án: C

Câu 19:

Bán kính Trái Đất là R = 6400km, gia tốc trọng trường ở sát mặt đất là $10 m / s^{2}$ . Một vật có khối lượng 37kg ở độ cao bằng $\frac{1}{9}$ lần bán kính Trái Đất. Coi vật chuyển động tròn đều xung quanh Trái Đất. Chu kì chuyển động của vật quanh Trái Đất là:

A. 1,6h

B. 1,7h

C. 1,74h

D. 1,8h

Xem đáp án

Ta có:

Gia tốc trọng trường tại mặt đất

$g = G \frac{M}{R^{2}} = 10 m / s^{2}$

Gia tốc trọng trường ở độ cao:

$\begin{array}{l} h = \frac{1}{9} R \\ g_{h} = G \frac{M}{{(R + \frac{1}{9} R)}^{2}} = \frac{g}{{(\frac{10}{9})}^{2}} = 8, 1 m / s^{2} \end{array}$

Trọng lượng của vật tại độ cao h đó:

$p_{h} = m g_{h} = 37.8, 1 = 299, 7 N$

Mặt khác, trọng lượng đóng vai trò như lực hướng tâm trong chuyển động tròn đều xung quanh Trái Đất, ta có:

$P_{h} = F_{h t} = m \frac{v^{2}}{r} \leftrightarrow 299, 7 = 37. \frac{v^{2}}{(6400 + \frac{1}{9} .6400) .1000} \to v = 7589, 5 m / s$

Tốc độ góc: $ω = \frac{v}{r}$

$= \frac{7589, 5}{(6400 + \frac{1}{9} .6400) .1000} = 0, 001$

Chu kì chuyển động của vật

$T = \frac{2 π}{ω} = \frac{2 π}{0, 001} = 6280 s = 1, 74 h .$

Đáp án: C

Câu 20:

Một cái bàn đang nằm yên trên mặt đất, lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng vào hòn đá có giá trị:

A. lớn hơn trọng lượng của cái bàn

B. nhỏ hơn trọng lượng của hòn đá

C. bằng trọng lượng của cái bàn

D. bằng 0

Xem đáp án

Ta có, cái bàn nằm yên trên mặt đất => h=0

Trọng lượng của bàn:

$P = G \frac{m M}{R^{2}}$

Lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng vào bàn:

$F_{h d} = G \frac{m M}{R^{2}}$

=> Lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng vào bàn bằng với trọng lượng của hoàn đá

Đáp án: C