- 行星的运动
- 共969题
关于行星绕太阳运动,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由开普勒第二定律:“相等时间内,太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的“知距离越大速度越小,故A错误.
B、开普勒第三定律=k中的k与行星的质量无关,只与太阳的质量有关,故B正确,C错误.
D、由开普勒第三定律:“各个行星绕太阳公转周期的平方和它们的椭圆轨道的半长轴的立方成正比”,则周期是不相等的,故D错误.
故选:B.
事实上,地球围绕太阳运动的轨道是椭圆,并且太阳处在椭圆的一个焦点上.如图,已知太阳质量为M,半径为R,地球在近日点离太阳表面的距离为h1,速度为v1,在远日点地球离太阳表面的距离为h2,万有引力常量为G.
求:(1)地球在远日点的速度为多少?
(2)地球在近日点、远日点的加速度各为多少?
正确答案
解:(1)取极短时间△t,
根据开普勒第二定律得行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,
(R+h1)•v1•△t=
(R+h2)•v2•△t
得到:v2=v1
(2)根据万有引力定律和牛顿第二定律得
地球在近日点:=ma1
地球在远日点:=ma2
解得:a1= a2=
答:(1)地球在远日点的速度是v1
(2)地球在近日点加速度为,远日点的加速度是
.
解析
解:(1)取极短时间△t,
根据开普勒第二定律得行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,
(R+h1)•v1•△t=
(R+h2)•v2•△t
得到:v2=v1
(2)根据万有引力定律和牛顿第二定律得
地球在近日点:=ma1
地球在远日点:=ma2
解得:a1= a2=
答:(1)地球在远日点的速度是v1
(2)地球在近日点加速度为,远日点的加速度是
.
开普勒关于行星运动规律的表达式为,以下理解正确的是( )
正确答案
解析
解:A、k是一个与行星无关的常量,与恒星的质量有关,故A正确.
B、R代表行星运动的轨道半长轴,故B正确
C、T代表行星运动的公转周期,故C错误,D正确.
故选ABD
开普勒关于行星的运动公式=k,以下理解正确的是( )
正确答案
解析
解:A、k是一个与行星无关的常量,与恒星的质量有关,故A正确.
B、a代表行星椭圆运动的半长轴,故B错误.
C、T代表行星运动的公转周期,故C错误,D正确.
故选AD.
行星绕恒星的运动轨道近似是椭圆形,其半长轴R的三次方与公转周期T的二次方的比值为常数,设,则对于公式理解正确的是( )
正确答案
解析
解:A、开普勒第三定律中的公式,可知半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比,
式中的k只与中心体的质量有关,即与恒星质量有关.故A错误,B正确;
C、若地球绕太阳运转,月球绕地球运转,中心体发生变化,k值发生变化,所以≠
,故C错误;
D、在太阳系中,不同的行星,k值相同,所以在太阳系中距离太阳越远的行星,R越大,公转周期T越大,故D正确;
故选:BD.
开普勒第三定律也适用于神州七号飞船的变轨运动.如图所示,飞船与火箭分离后进入预定近地圆形轨道飞行,某一时刻飞船在近地点启动发动机加速,经过较短时间后飞船速度增大并转移到与地球表面相切的椭圆轨道,飞船在远地点再一次点火加速,将沿半径为 r 的圆形轨道绕地球运动,设地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,若不计空气的阻力,试求,神州七号从近地点运动到远地点的时间(变轨时间).
正确答案
解:当飞船沿半径为r的圆形轨道绕地球运动时,根据万有引力提供向心力,有
所以…①
根据开普勒第三定律:,有
…②
又因为:∵…③
由①②③解得:
答:神州七号从近地点运动到远地点的时间为.
解析
解:当飞船沿半径为r的圆形轨道绕地球运动时,根据万有引力提供向心力,有
所以…①
根据开普勒第三定律:,有
…②
又因为:∵…③
由①②③解得:
答:神州七号从近地点运动到远地点的时间为.
关于行星的运动,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由开普勒第三定律=k,所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,得离太阳越近的行星的运动周期越短,故A正确、BC错误;
D、根据,当轨迹半径越大时,则线速度小,故D错误.
故选:A.
公元1543年,哥白尼临终前在病榻上为其毕生致力的著作《天体运行论》印出的第一本书签上了自己的姓名.这部书预示了地心宇宙论的终结.哥白尼提出行星绕太阳做匀速圆周运动,其运动的示意图如图所示.假设行星只受到太阳的引力,按照哥白尼上述的观点.则离太阳越近的行星( )
正确答案
解析
解:设太阳的质量为M,行星的质量为m,轨道半径为r.
行星绕太阳做圆周运动,万有引力提供向心力,则由牛顿第二定律得:
=m
r=mω2r=ma
T=2π,v=
,ω=
,a=
可知,行星离太远越近,轨道半径r越小,则周期T越小,线速度、角速度、向心加速度越大,故BCD错误;
故选:A.
理论和实践证明,开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动,而且对一切天体(包括卫星绕行星的运动)都适用.下面对于开普勒第三定律的公式=K,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动.所以也适用于轨道是圆的运动,故A错误
BC、式中的k是与中心星体的质量有关,与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关.故B错误,C正确
D、式中的k是与中心星体的质量有关,已知月球与地球之间的距离,无法求出地球与太阳之间的距离,故D错误
故选:C.
如果牛顿推导的太阳与行星间引力的表达式中,引力的大小与其距离的n次方(n≠2)成反比,各行星的周期与其轨道半径的二次方成正比,则n的值是多大?
正确答案
解:根据题意可知,
解得:T=;
由于行星的周期与其轨道半径的二次方成正比,
因此n=3;
答:则n的值是3.
解析
解:根据题意可知,
解得:T=;
由于行星的周期与其轨道半径的二次方成正比,
因此n=3;
答:则n的值是3.
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