- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
2013年12月2日1时30分,嫦娥三号探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射,首次实现月球软着陆和月面巡视勘察.嫦娥三号的部分飞行轨道示意图如图所示.假设嫦娥三号在圆轨道和椭圆轨道上运动时,只受到月球的万有引力.下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、B、嫦娥三号沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中,月球对卫星的引力做正功,动能增大,则速度增大,故AB错误;
C、根据万有引力等于向心力,有 G=m
r,得 M=
,据此可知若已知嫦娥三号在圆轨道上运行的半径、周期和引力常量,可求出月球的质量,但月球的体积未知,不能求出月球的密度,故C错误;
D、对于嫦娥三号,由 G=ma,a=
,在P点,M和r相同,则嫦娥三号在椭圆轨道经过P点时和在圆形轨道经过P点时的加速度相等,故D正确.
故选:D.
如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动,从水星与金星在一条直线上开始计时,若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为θ1;金星转过的角度为θ2(θ1、θ2均为锐角),则由此条件可求得( )
正确答案
解析
解:A、相同时间内水星转过的角度为θ1;金星转过的角度为θ2,可知它们的角速度之比为θ1:θ2.周期,则周期比为θ2:θ1.故A正确.
B、水星和金星是环绕天体,无法求出质量,也无法知道它们的半径,所以求不出密度比.故B错误.
C、万有引力提供向心力:,解得:
.知道了角速度比,就可求出轨道半径之比.故C正确.
D、根据a=rω2,轨道半径之比、角速度之比都知道,很容易求出向心加速度之比.故D正确.
故选:ACD
“嫦娥一号”成功发射,为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要一步,已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形,距月球表面高度为H,飞行周期为T,月球的半径为R,求:
(1)“嫦娥一号”的线速度大小;
(2)月球的质量;
(3)若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船,则其绕月运行的线速度应为多大.
正确答案
解:(1)“嫦娥一号”绕月飞行时 的线速度大小v=
(2)设月球质量为M,“嫦娥一号”的质量为m,根据牛顿第二定律得
解得M=.
(3)设绕月飞船运行的线速度为V,飞船质量为m0,则
又M=,联立解得V=
.
答:(1)“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小为;
(2)月球的质量为;
(3)若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船,则其绕月运行的线速度应为=.
解析
解:(1)“嫦娥一号”绕月飞行时 的线速度大小v=
(2)设月球质量为M,“嫦娥一号”的质量为m,根据牛顿第二定律得
解得M=.
(3)设绕月飞船运行的线速度为V,飞船质量为m0,则
又M=,联立解得V=
.
答:(1)“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小为;
(2)月球的质量为;
(3)若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船,则其绕月运行的线速度应为=.
已知引力常量是G,在下列各组物理数据中,能够估算月球质量的是( )
正确答案
解析
解:A、根据万有引力提供向心力只能计算出中心天体质量,故已知月球绕地球运行的周期及月地中心间的距离,只能计算地球的质量,故A错误;
B、由万有引力提供向心力得:G=m
R,解得:M=
,式中R为轨道半径,T为公转周期,M为中心天体质量,故B正确;
C、根据T=解得:R=
,再根据:M=
解得:M=
,故C正确;
D、月球表面的物体受到的重力等于万有引力,即:G=mg,解得:M=
,仅仅知道月球表面的重力加速度,不可以计算月球的质量,故D错误.
故选:BC.
宇宙飞船在离地面高为h=R的轨道上做匀速圆周运动,飞船内一弹簧秤下悬挂一质量为m的重物,R为地球的半径,g为地面处的重力加速度,则弹簧秤的读数为( )
正确答案
解析
解:宇宙飞船正在离地面高h=R地的轨道上做匀速圆周运动,万有引力充当向心力,故物体处于完全失重状态,弹簧示数为0.
故选:D
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