- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
一宇航员抵达半径为R的星球表面后,做了如下实验,取一细线穿过光滑的细直管,细线一端栓一质量为m的砝码,另一端连在一固定的测力计上,手握细直管抡动砝码,使它在竖直平面内做匀速圆周运动.如图所示,观察测力计,当砝码运动到圆周的最低点时,读数为F1;当砝码运动到圆周的最高点时,读数为F2.求:该星球表面的重力加速度.
正确答案
解:设砝码圆周运动的半径为L,据牛顿第二定律:
在最低点:F1-mg=m ①,
在最高点:F2+mg=m ②,
由最高点到最低点由动能定理得:
mv12-
mv22=mg×2L ③,
解得:g=;
答:该星球表面的重力加速度为.
解析
解:设砝码圆周运动的半径为L,据牛顿第二定律:
在最低点:F1-mg=m ①,
在最高点:F2+mg=m ②,
由最高点到最低点由动能定理得:
mv12-
mv22=mg×2L ③,
解得:g=;
答:该星球表面的重力加速度为.
两行星P1、P2半径相等,各自对其周围物体的引力产生的加速度a与物体到行星中心的距离r平方的倒数
的关系图线如图所示.以下判断正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、根据牛顿第二定律,行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度为:a=,
P1、P2的半径相等,结合a-的正比关系函数图象得出P1的大于P2的质量,
根据ρ=,所以P1的平均密度比P2的大,故A正确,B错误;
CD、第一宇宙速度v=,所以P1的“第一宇宙速度”比P2的大,故C正确,D错误;
故选:AC
2013年12月15日4时35分,嫦娥三号着陆器与巡视器分离,“玉兔号”巡视器顺利驶抵月球表面.如图所示是嫦娥三号探测器携“玉兔号”奔月过程中某阶段运动示意图,关闭动力的嫦娥三号探测器在月球引力作用下向月球靠近,并将沿椭圆轨道在B处变轨进入圆轨道,已知探测器绕月球做圆周运动的轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、万有引力提供向心力G=m
r,得:M=
,既根据轨道半径为r,周期为T,万有引力常量为G计算出月球的质量.故A正确.
B、嫦娥三号探测器在沿椭圆轨道飞向B处的过程中,月球对探测器的引力对飞船做正功,根据动能定理可知,探测器正加速速飞向B处,故B错误.
C、椭圆轨道和圆轨道是不同的轨道,航天飞机不可能自主改变轨道,只有在减速后,做近心运动,才能进入圆轨道.故C错误.
D、由于不知道嫦娥三号探测器的质量,故不能计算出嫦娥三号受到月球引力的大小,故D错误.
故选:A.
某星系存在一双星系统(设为X星和Y星),X星的质量是Y星质量的4倍,它们同时绕连线上某点O做匀速圆周运动,由此可知X星绕O点运动的( )
正确答案
解析
解:
A、X星和Y星同时绕连线上点O做匀速圆周运动,由相互间的万有引力提供向心力,则双星和圆心O必定“三点”总是一线,角速度相等.故A错误.
B、C、D、根据万有引力等于向心力得:F=mω2r,对于X星和Y星,F大小相等,ω相等,则轨道半径与质量成反比,则=
=
由v=ωr,ω相等,则得:线速度之比 =
=
,故BD错误,C正确.
故选:C
金星的半径是地球的0.95倍,质量是地球的0.82倍.金星表面的重力加速度______(地球表面的重力加速度g=10m/s2)
正确答案
8.9m/s2
解析
解:根据在星体表面忽略自转影响重力等于万有引力知:
mg=
故
金星表面的自由落体加速度为:
g金=g地×0.82×()2m/s2=8.9m/s2
故答案为:8.9m/s2.
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