- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
观察“神州十号”在圆轨道上的运动,发现每经过时间2t通过的弧长为l,该弧长对应的圆心角为θ(弧度),如图所示,已知引力常量为G,由此可推导出地球的质量为( )
正确答案
解析
解:“神舟十号”的线速度v=,轨道半径r=
,
根据得地球的质量为:M=
.
故选:A.
中国第四个航天发射场-海南航天发射场,2009年9月14日在海南省文昌市开始动工建设,海南航天发射场建成后,我国将实施登月工程,我国宇航员将登上月球,若已知月球质量为M,半径为R,引力常量为G,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、忽略月球自转的影响,根据万有引力等于重力列出等式:
=mg
解得:
g=
在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体,物体落回到抛出点所用时间:
t==
物体上升的最大高度:
h==
故A正确,B错误;
C、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是最大的圆周运动的环绕速度,根据万有引力提供向心力得:
=m
在月球上发射一颗绕它作圆形轨道运行的卫星的最大运行速度为:
v=
故C正确;
D、根据万有引力提供向心力得
=
解得:
T=2π,卫星的轨道半径增大,周期也在增大,故卫星的最小周期为:
2πR,故D错误.
故选:AC.
已知引力常量为G,地球的质量为M,地球的半径为R,某飞船绕地球做匀速圆周运动时距地面的高度为h.根据以上条件求(用题中字母表示结果):
(1)该飞船绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径;
(2)该飞船绕地球做匀速圆周运动时的线速度大小.
正确答案
解:(1)飞船绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径r=R+h.
(2)飞船绕地球做匀速圆周运动时向心力由地球对它的万有引力提供,
设其运行的线速度大小为v,根据牛顿第二定律有:,
解得:v=.
答:(1)该飞船绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径R+h;(2)该飞船绕地球做匀速圆周运动时的线速度大小.
解析
解:(1)飞船绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径r=R+h.
(2)飞船绕地球做匀速圆周运动时向心力由地球对它的万有引力提供,
设其运行的线速度大小为v,根据牛顿第二定律有:,
解得:v=.
答:(1)该飞船绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径R+h;(2)该飞船绕地球做匀速圆周运动时的线速度大小.
已知月球的质量约为地球质量的,半径约为地球半径的
.一宇航员在月球上用一根长为l的轻质细绳一端挂住一个质量为m的小球,另一端固定于空间一点,细绳自由下垂后,他给小球-个水平方向的冲量I0.使小球获得一水平初速度后,在竖直平面内运动,要使小球在向上摆动的过程中,细绳松弛,则宇航员所给小球的水平冲量I0的范围为多大(设地球表面的重力加速度为g)?
正确答案
解:设月球表面的重力加速度为g′,地球表面重力加速度为g,则
∴g′=g;
要使小球在向上摆动的过程中,细绳会松驰,必有小球作圆弧运动到与固定等高处时速度v1≥0,且在小球在固定点上方l处的速度满足mg≥;
而I0=mv0,EK0=
∴
联立解得:.
答:宇航员所给小球的水平冲量I0的范围为.
解析
解:设月球表面的重力加速度为g′,地球表面重力加速度为g,则
∴g′=g;
要使小球在向上摆动的过程中,细绳会松驰,必有小球作圆弧运动到与固定等高处时速度v1≥0,且在小球在固定点上方l处的速度满足mg≥;
而I0=mv0,EK0=
∴
联立解得:.
答:宇航员所给小球的水平冲量I0的范围为.
美国地球物理专家通过计算发现,日本的某次大地震导致地球自转快了1.6μs(1s的百万分之一),通过理论分析下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B据题,日本的地震导致地球自转快了1.6μs,地球自转的周期变小.
以赤道地面的物体来分析:由于地球自转的周期变小,在地面上的物体随地球自转所需的向心力会增大,而“向心力”等于“地球对物体的万有引力减去地面对物体的支持力”,万有引力的大小不变,所以必然是地面对物体的支持力减小.地面对物体的支持力大小等于物体受到的“重力”,所以是物体的“重力”减小了.
故A正确,B错误.
C、D、对地球同步卫星而言,卫星的运行周期等于地球的自转周期.地球自转的周期T变小了,由开普勒第三定律=k可知,卫星的轨道半径R减小,卫星的高度要减小些,故C正确,D错误.
故选:AC
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