- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
英国《新科学家(New Scientist)》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最,在XTEJ1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中,若某黑洞的半径R约45km,质量M和半径R的关系满足=
(其中c为光速,G为引力常量),则该黑洞表面重力加速度为______(用题中所给字母表示)
正确答案
1012m/s2
解析
解:黑洞实际为一天体,天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力,
对黑洞表面的某一质量为m物体有:
,
又有=
,
联立解得,
带入数据得重力加速度的数量级为1012m/s2,
故答案为:1012m/s2.
已知下面的哪组数据,可以算出地球的质量M(引力常量G为已知)的是( )
正确答案
解析
解:A、月球绕地球做圆周运动,地球对月球的万有引力提供圆周运动的向心力,列式如下:,可得:地球质量M=
,其中r为月球到地球的距离,而选项中只告诉地球半径,故不能计算地球的质量,故A错误;
B、地球绕太阳做圆周运动,太阳对地球的万有引力提供地球做圆周运动向心力,列式如下: 可知,m为地球质量,在等式两边刚好消去,故不能算得地球质量,故B错误;
C、人造地球卫星绕地球做圆周运动,地球对卫星的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力,列式有:,可得地球质量M=
,
根据卫星线速度的定义可知v=,解得R地=
,代入可得地球质量M=
,故C正确;
D、地球绕太阳做圆周运动,太阳对地球的万有引力提供地球做圆周运动向心力,列式如下:,可知,m为地球质量,在等式两边刚好消去,故不能算得地球质量,故D错误.
故选:C.
继神秘的火星之后,土星也成了世界关注的焦点.经过近7年时间,2亿千米在太空中风尘仆仆的穿行后,美航天局和欧航天局合作研究出“卡西尼”号土星探测器于美国东部时间6月30日(北京时间7月1日)抵达预定轨道,开始“拜访”土星及其卫星家族.这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测.若“卡西尼”号土星探测器进入土星飞行的轨道,在离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n周飞行时间为t,求
(1)土星的质量;
(2)忽略土星自转的影响,求土星表面的重力加速度.
正确答案
解:(1)“卡西尼”号的质量为m,土星的质量为M.“卡西尼”号围绕土星的中心做匀速圆周运动,其向心力由万有引力提供.
其中T=
所以有:M=
(2)设土星表面处有一质量为m1的物体,则有
m1g=G
得:g==
答:(1)星的质量M为.
(2)星表面的重力加速度g为.
解析
解:(1)“卡西尼”号的质量为m,土星的质量为M.“卡西尼”号围绕土星的中心做匀速圆周运动,其向心力由万有引力提供.
其中T=
所以有:M=
(2)设土星表面处有一质量为m1的物体,则有
m1g=G
得:g==
答:(1)星的质量M为.
(2)星表面的重力加速度g为.
以表彰伽利略对科学的贡献,2009年被联合国定为“国际天文年”.应用天文望远镜观测到地球中心到月球中心的距离为L1,地球中心到太阳中心的距离为L2,若已知万有引力常量为G,地球表面处的重力加速度为g,地球的半径为R,地球自转的周期为T1,公转周期为T2,则( )
正确答案
解析
解:A、根据,得
.故A正确.
B、根据,得
.故B正确.
C、月球是环绕天体,不能求出其质量.故C错误.
D、地球的密度=
.故D正确.
故选ABD.
对于万有引力的表达式F=G,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、公式中的G为万有引力常量,它是由实验得出的,不是人为规定的,故A正确.
B、万有引力的应用条件为两质点间的作用力,当r趋近于零时,两物体不能再看做质点,故B错误.
C、m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反,是一对相互作用力,与它们的质量是否相等无关.故C正确.
D、m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反,是一对作用力和反作用力,故D错误.
故选:AC.
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