热门试卷

X 查看更多试卷
1
题型: 多选题
|
多选题

如果太阳系几何尺寸等比例地膨胀,月球绕地球的运动近似为圆周运动,则下列物理量变化正确的是(假设各星球的密度不变)(  )

A月球的向心加速度比膨胀前的小

B月球受到的向心力比膨胀前的大

C月球绕地球做圆周运动的周期与膨胀前的相同

D月球绕地球做圆周运动的线速度比膨胀前的小

正确答案

B,C

解析

解:万有引力提供圆周运动向心力,根据牛顿二定律有:

A、向心加速度,太阳系几何尺寸等比例地膨胀,各星球的密度不变,由于质量与半径的三次方成正比,故表达式中分子增大的倍数更大,故向心加速度增大,所以A错误;

B、向心力,太阳系几何尺寸等比例地膨胀,各星球的密度不变,由于质量与半径的三次方成正比,故表达式中分子增大的倍数更大,故向心力增大.故B正确;

C、周期,太阳系几何尺寸等比例地膨胀,各星球的密度不变,由于质量与半径的三次方成正比,故表达式中分子增大的倍数与分母增大的倍数相同,故公转周期不变,C正确;

D、线速度,太阳系几何尺寸等比例膨胀,各星球的密度不变,由于质量与半径的三次方成正比,故表达式中分子增大的倍数更大,故线速度增大,故D错误.

故选:BC.

1
题型:简答题
|
简答题

某星球的质量约为地球的9倍,半径约为地球的一半,若从地球上高h处平抛一物体,射程为60m,则在该星球上,从同样高度以同样的初速度平抛同一物体,求:

(1)该星球表面的重力加速度g是多少?

(2)射程应为多少?

正确答案

解:(1)根据得,g=

因为星球的质量约为地球的9倍,半径约为地球的一半,则

则星球表面的重力加速度

(2)根据h=得,t=

知平抛运动的时间之比

根据x=v0t知,水平射程之比

所以

答:(1)该星球表面的重力加速度g是360m/s2

(2)射程应为10m.

解析

解:(1)根据得,g=

因为星球的质量约为地球的9倍,半径约为地球的一半,则

则星球表面的重力加速度

(2)根据h=得,t=

知平抛运动的时间之比

根据x=v0t知,水平射程之比

所以

答:(1)该星球表面的重力加速度g是360m/s2

(2)射程应为10m.

1
题型:简答题
|
简答题

已知地球半径为R,一只静止在赤道上空的热气球(不计气球离地高度)绕地心运动的角速度为ω0,在距地面h高处圆形轨道上有一颗人造地球卫星,设地球质量为M,热气球的质量为m,人造地球卫星的质量为m1,根据上述条件,有一位同学列出了以下两个方程:

对热气球有:GmM/R 2=mω02R    对人造卫星有:Gm1M/(R+h)2=m1ω2(R+h)

进而求出了人造地球卫星绕地球运行的角速度ω.你认为该同学的解法是否正确?若认为正确,请求出结果;若认为错误,请补充一个条件后,再求出ω.

正确答案

解:第一个等式(对热气球)解法不正确,因为热气球不同于人造卫星,热气球静止在空中是因为浮力与重力平衡.它受地球的引力并不等于它绕地心所需的向心力.

(1)若利用第一宇宙速度v1,有   =

与第二个等式联立可得ω=v1     

(2)若已知地球表面的重力加速度g,设地球质量为M,热气球质量为m,人造卫星质量为m1 对热气球有:=mg 对人造卫星有:=m1ω2(R+h) 

联立上两式解得:

ω=

(3)若利用同步卫星的离地高度H有:=mω02(R+H)

与第二个等式联到可得:ω=ω0

答:该同学的解法是不正确.

若利用第一宇宙速度v1,ω=v1

若已知地球表面的重力加速度g,ω=若利用同步卫星的离地高度H,ω=ω0

补充其它条件解法正确给全分.

解析

解:第一个等式(对热气球)解法不正确,因为热气球不同于人造卫星,热气球静止在空中是因为浮力与重力平衡.它受地球的引力并不等于它绕地心所需的向心力.

(1)若利用第一宇宙速度v1,有   =

与第二个等式联立可得ω=v1     

(2)若已知地球表面的重力加速度g,设地球质量为M,热气球质量为m,人造卫星质量为m1 对热气球有:=mg 对人造卫星有:=m1ω2(R+h) 

联立上两式解得:

ω=

(3)若利用同步卫星的离地高度H有:=mω02(R+H)

与第二个等式联到可得:ω=ω0

答:该同学的解法是不正确.

若利用第一宇宙速度v1,ω=v1

若已知地球表面的重力加速度g,ω=若利用同步卫星的离地高度H,ω=ω0

补充其它条件解法正确给全分.

1
题型: 多选题
|
多选题

已知地球和冥王星半径分别为r1、r2,公转半径分别为r1′、r2′,公转线速度分别为v1′、v2′,表面重力加速度分别为g1、g2,平均密度分别为ρ1、ρ2,地球第一宇宙速度为v1,飞船贴近冥王星表面环绕线速度为v2,则下列关系正确的是(  )

A=

B=

Cg1r12=g2r22

Dρ1r12v222r22v12

正确答案

A,D

解析

解:A、根据万有引力提供向心力:=m

v=

地球和天王星的公转半径之比为r1′:r2′,所以公转速度之比=故A正确;

B、根据万有引力提供向心力:=m,v=

由于不知道地球和天王星的质量比,所以无法求出,故B错误.

C、重力加速度g=(其中r′为公转半径),可得gr′2=GM为定值,故g1r12=g2r22,故C错误.

D、根据星体密度公式ρ==(其中T为星球表面卫星运行的周期,r为星球半径),故为定值,故ρ1r12v222r22v12,故D正确.

故选AD.

1
题型: 多选题
|
多选题

设地球质量为月球质量的81倍,地球半径是月球半径的4倍,若探测器甲绕地球和探测器乙绕月球做匀速圆周运动的半径相同,则(  )

A甲与乙线速度之比为9:1

B甲与乙角速度之比为1:9

C甲与乙向心加速度之比为1:81

D甲与乙运动周期之比为1:9

正确答案

A,D

解析

解:设探测器的轨道半径为r.

A、对甲:由G=m,得到v=,同理 v=,则v:v==9:1.故A正确.

B、对甲:角速度ω=,r相同,则ω:ω=v:v=9:1,故B错误.

C、甲的向心加速度a==,同理a=,则a:a=81:1.故C错误.

D、由周期公式T=,得:T:T:ω=1:9,故D正确.

故选:AD

1
题型:填空题
|
填空题

已知地球的质量为M,地球的半径为R,月球的质量为m,月球的半径为r,“嫦娥一号”绕月球运行的速度(近似认为绕月球的表面运行)是地球第一宇宙速度的______倍.

正确答案

解析

解:根据万有引力提供向心力,得地球的第一宇宙速度为

同理“嫦娥一号”绕月球运行的速度为

故答案为:

1
题型:简答题
|
简答题

(2015秋•珠海期末)一物体由静止开始从距离地面h=19.6m高处自由下落,落地时间是t=2.0s,求:

(1)地面处的重力加速度g的大小?

(2)若该物体在距月球表面同样高度处由静止开始自由下落,其下落到哪表面的时间t′多长?落到表面时的速度v多大?(已知月球表面的重力加速度g′是地球表面重力加速度g的,计算中可能用到的数据≈2.45)

正确答案

解:(1)物体做自由落体运动,根据h=,故:

g=

(2)在月球表面,同样是自由落体运动,故:

落地速度:

v=g′t′==8m/s

答:(1)地面处的重力加速度g的大小为9.8m/s2

(2)若该物体在距月球表面同样高度处由静止开始自由下落,其下落到哪表面的时间t′为4.9s;落到表面时的速度v为8m/s.

解析

解:(1)物体做自由落体运动,根据h=,故:

g=

(2)在月球表面,同样是自由落体运动,故:

落地速度:

v=g′t′==8m/s

答:(1)地面处的重力加速度g的大小为9.8m/s2

(2)若该物体在距月球表面同样高度处由静止开始自由下落,其下落到哪表面的时间t′为4.9s;落到表面时的速度v为8m/s.

1
题型:简答题
|
简答题

已知引力常量为G地球半径为R,月心和地心之间的距离为r,同步卫星距地面的轨道为h,月球绕地球运转的周期为Ti,地球表面的重力加速度为g,某同学根据以上条件,提出一种估算地球质量M的方法,同步卫星绕地球做圆周运动,由G=m(2(R+h)得M=

(1)请判断上面的结果是否正确,如不正确,请给出正确的解法和结果;

(2)请根据已知条件再提出一种估算地球质量的方法,并得出结果.

正确答案

解:(1)计算结果错误,在计算过程中所用周期不是T1而应该是T2,同步卫星绕地球做圆周运动,万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:

G=M(R+h),

解得:M=

(2)方法一:月球绕地球做圆周运动,万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:

G=mr,

解得:M=

方法二:地球表面的物体受到的重力等于万有引力,即:

G=mg,

解得:M=

答:(1)不正确,质量为:

(2)如上所述.

解析

解:(1)计算结果错误,在计算过程中所用周期不是T1而应该是T2,同步卫星绕地球做圆周运动,万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:

G=M(R+h),

解得:M=

(2)方法一:月球绕地球做圆周运动,万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:

G=mr,

解得:M=

方法二:地球表面的物体受到的重力等于万有引力,即:

G=mg,

解得:M=

答:(1)不正确,质量为:

(2)如上所述.

1
题型:填空题
|
填空题

地球上有一个摆长为0.9m的单摆,设地球表面重力加速度g=10m/s2,则该单摆的周期为______S,如果将该单摆放到某星球A的表面,已知A星球半径是地球半径的4倍,质量也是地球质量的4倍.则该单摆在A星球上的周期是地球上周期的______倍.

正确答案

1.884(0.6π)

2

解析

解:1、根据单摆的周期公式

代入数据

2、根据星球表面的物体受到的重力等于万有引力,得

所以=

根据单摆周期公式得

故答案为:1.884(0.6π),2.

1
题型: 多选题
|
多选题

有一宇宙飞船到了某行星上(该行星没有自转运动),以速度v接近行星表面匀速飞行,测出运动的周期为T,已知引力常量为G,则可得(  )

A该行星的半径为

B该行星的平均密度为

C无法测出该行星的质量

D该行星表面的重力加速度为

正确答案

A,B,D

解析

解:A.根据周期与线速度的关系T=可得:R=,故A正确;

    C.根据万有引力提供向心力=m可得:M=,故C错误;

    B.由M=πR3•ρ得:ρ=,故B正确;

    D.行星表面的万有引力等于重力,=m=mg得:g=,故D正确.

故选:ABD

1
题型: 单选题
|
单选题

用m表示人造地球同步卫星的质量,h表示它离地面的高度,R0表示地球半径,g0表示地球表面处的重力加速度,ω0表示地球自转的角速度,则通讯卫星所受地球对它的万有引力大小是(  )

A0

B

C

Dmg0

正确答案

C

解析

解:在地球表面,由重力等于万有引力得mg=G----①

在卫星位置,由重力等于万有引力得mg′=G----②

通讯卫星所受万有引力的大小F=ma=mg′.

同步卫星做圆周运动由万有引力提供向心力得:F=mω02(R+h)=mg′

所以F=mω02(R0+h)==

故C正确,ABD错误.

故选:C

1
题型:填空题
|
填空题

已知地球半径为R,地表重力加速度为g,万有引力恒量G,则地球的质量为______

正确答案

解析

解:根据得:

M=

故答案为:

1
题型: 多选题
|
多选题

随着科技的发展,未来我国的探测月球的探测器在考查完成后将返回地球,其过程如图所示,有关探测器的运行下列说法正确的是(  )

A探测器在轨道Ⅱ上的机械能大于轨道I上的机械能

B探测器在轨道I上绕月球运行的周期与探测器在同样的轨道上绕地球运行的周期相等

C探测器在轨道Ⅲ上经过M点的加速度小于探测器在轨道I上过M点的加速度

D探测器在轨道Ⅱ上过M点的速度大于过N点的速度

正确答案

A,D

解析

解:A、探测器从轨道I转移到轨道Ⅱ需要加速,故探测器在轨道Ⅱ上的机械能大于轨道I上的机械能,故A正确;

B、根据卫星的环绕速度公式v=,由于地球的质量大,故在地球上转动快,公转周期小,故B错误;

C、探测器在轨道Ⅲ上经过M点与探测器在轨道I上过M点万有引力相同,根据牛顿第二定律,加速度相同,故C错误;

D、在轨道Ⅱ上运行时只有万有引力做功,故机械能守恒,由于在N点的势能大,故动能小,故探测器在轨道Ⅱ上过M点的速度大于过N点的速度,故D正确;

故选:AD

1
题型: 单选题
|
单选题

1958年至1976年的美苏空间竞赛,引发了首次探月高潮.经过多年发展,如今一些国家的综合国力有了较大提升,已掀起了第二轮探月热潮.与第一轮“探月热”不同的是,新一轮以探测月球资源为主,为未来月球资源开发、利用打基础.科学探测表明,月球上至少存在氧、硅、铝、铁等丰富的矿产资源.设想人类开发月球,不断把月球上的矿藏搬运到地球上,假定经过长时间开采以后,月球和地球仍看做均匀球体,月球仍然在开采前的圆轨道上绕地球运动.对开采后的月球与开采前相比,下列判断正确的是(  )

A月球所受地球的引力可能不变

B月球绕地球运动的向心加速度变大

C月球绕地球运动的周期变大

D月球绕地球运动的速率变小

正确答案

B

解析

解:A、根据万有引力定律得地球与月球间的万有引力为:F=,由于不断把月球上的矿藏搬运到地球上,所以m减小,M增大.

由数学知识可知,当m与M相接近时,它们之间的万有引力较大,当它们的质量之差逐渐增大时,m与M的乘积将减小,它们之间的万有引力值将减小,故A错误.

B、设月球质量为m,地球质量为M,月球与地球之间的距离为r,假定经过长时间开采后,地球仍可看作是均匀的球体,月球仍沿开采前的圆周轨道运动(轨道半径r不变),根据万有引力提供向心力得,,解得a=,地球的质量增大,则月球绕地球运动的向心加速度变大,故B正确.

C、根据得,T=,地球的质量增大,则月球绕地球运动的周期变小,故C错误.

D、根据得,v=,地球的质量增大,则月球绕地球运动的速率增大,故D错误.

故选:B.

1
题型: 单选题
|
单选题

2003年8月29日,火星、地球和太阳处于三点一线,上演了“火星冲日”的天象奇观.这是6万年来火星距地球最近的一次,与地球之间的距离只有5576万公里,为人类研究火星提供了最佳时机;图示为美国宇航局公布的“火星冲日”的虚拟图.则有(  )

A2003年8月29日,火星的线速度小于地球的线速度

B2003年8月29日,火星的线速度大于地球的线速度

C2004年8月29日,火星刚好再次回到了该位置

D2004年8月29日,火星早已再次回到该位置并离开了该位置

正确答案

A

解析

解:设轨道半径为r、太阳质量为M,因为地球和火星绕太阳做匀速圆周运动,

根据万有引力提供向心力做匀速圆周运动,

得:G=m=mω2r=m(2r=ma

解得线速度:v=,因为火星离太阳的距离远,所以线速度小,故A正确,B错误.

根据万有引力提供向心力得:

=

解得:T=2π,因为火星离太阳的距离远,所以火星周期更大,即大于地球的公转周期一年,所以一年的时间火星还没有回到该位置,故CD错误.

故选:A

下一知识点 : 机械能守恒定律
百度题库 > 高考 > 物理 > 万有引力与航天

扫码查看完整答案与解析

  • 上一题
  • 1/15
  • 下一题