- 开普勒定律
- 共6题
6.“超级地球”是指围绕恒星公转的类地行星。科学家发现有两颗未知质量的不同“超级地球”环绕同一颗恒星公转,周期分别为T1和T2。根据上述信息可以计算两颗“超级地球”的()(全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分)
正确答案
解析
A、根据得,,所以可以计算角速度之比,故A正确.
B、根据开普勒第三定律得,则a=ω2r得 ,所以能求向心加速度之比,故B正确;
C、设“超级地球”的质量为m,恒星质量为M,轨道半径为r,根据万有引力提供向心力,有:得: ,“超级地球”的质量同时出现在等号两边被约掉,故无法求“超级地球”的质量之比,故C错误;
D、根据万有引力定律 ,因为无法知道两颗“超级地球”的质量比,所以无法求引力之比,故D错误.
考查方向
万有引力定律及其应用
解题思路
根据求角速度之比,根据开普勒第三定律求出轨道半径之比,利用求向心加速度之比,根据万有引力提供向心力只能求中心天体质量,根据万有引力得出引力之间的关系.
易错点
根据万有引力提供向心力,“超级地球”环绕同一颗恒星公转,无法求得“超级地球”的质量,但中心天体,恒星质量可以求出.
知识点
我国于2013年12月发射了“嫦娥三号”卫星,该卫星在距月球表面H处的环月轨道I上做匀速圆周运动,其运行的周期为T ;随后嫦娥三号在该轨道上A点采取措施,降至近月点高度为h的椭圆轨道II上,如图所示,若以R表示月球的半径,忽略月球自转及地球对卫星的影响,则下述判断正确的是
正确答案
解析
略。
知识点
火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知:
正确答案
解析
A、第一定律的内容为:所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动,太阳处于椭圆的一个焦点上,故A错误;B、第二定律:对每一个行星而言,太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等,行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化,故B错误;C、若行星的公转周期为T,则常量K与行星无关,与中心体有关,故C正确;D、第二定律:对每一个行星而言,太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等,是对同一个行星而言,故D错误;
知识点
(1)开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即,k是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k的表达式。已知引力常量为G,太阳的质量为M太。
(2)开普勒定律不仅适用于太阳系,它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立。经测定月地距离为3.84×108m,月球绕地球运动的周期为2.36×106s,试计算地球的质M地。(G=6.67×10-11Nm2/kg2,结果保留一位有效数字)
正确答案
见解析。
解析
(1)因行星绕太阳作匀速圆周运动,于是轨道的半长轴a即为轨道半径r。根据万有引力定律和牛顿第二定律有,于是有,即。
(2)在月地系统中,设月球绕地球运动的轨道半径为R,周期为T,由(1)问可得,解得M地=6×1024kg(M地=5×1024kg也算对)
知识点
太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象。图中坐标系的横轴是。纵轴是;这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径,T0和R0分别是水星绕太阳的周期和相应的圆轨道半径。下列4幅图中正确的是
正确答案
解析
略
知识点
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