- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
一颗人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速率为v,角速度为ω,加速度为g,周期为T.另一颗人造地球卫星在离地面高度为地球半径的轨道上做匀速圆周运动,则( )
正确答案
解析
解:A、研究地面附近的卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式:
=m
①,R为地球半径,M为地球质量,V为卫星的速率.
研究另一个卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式:
=m′
②
由①②得:v′=v,故A错误.
B、忽略地球自转的影响,根据万有引力等于重力列出等式:
=mg,g=
g′==
,故B正确.
C、研究地面附近的卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式:
=m
,T=2π
另一个卫星的周期T′=2π≠T,故C错误.
D、地面附近的卫星的周期与另一个卫星的周期不等,根据ω=得它们的角速度也不等.故D错误.
故选B.
如图为一个四星系统,依靠四颗星间的相互作用,维持稳定的运动状态,其中三颗星质量均为m的星体,A、B、C等间隔分布在半径为r的圆轨道上并做同向的圆周运动,质量为M的星体D在圆轨道的圆心上,该星体的半径为R,另外三颗星体的半径可以忽略不计,忽略其他星体对四颗星的引力作用,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、A、D星体间的距离为r,则A、D星体间的引力大小为 ,故A错误.
B、A、D星体间的距离为2rsin60°,A、B星体间的引力大小为 =
,故B正确.
C、星体C做圆周运动的向心力由其他三个星体引力的合力提供,为
F=+2•
•cos30°=
+
,故C错误.
D、对于C:F=m,解得 T=2π
,故D正确.
故选:BD.
两个星球组成双星,它们在相互之间的万有引力作用下,绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动.现测得两星中心距离为R,其运动周期为T,求两星的总质量.
正确答案
解:
设两星质量分别为M1和M2,都绕连线上O点作周期为T的圆周运动,星球1和星球2到O的距离分别为l1和l2.
由万有引力提供向心力:
对 M1:G=M1(
)2 l1…①
对M2:G=M2(
)2 l2…②
由几何关系知:l1+l2=R…③
三式联立解得:M总=.
答:两星的总质量为
解析
解:
设两星质量分别为M1和M2,都绕连线上O点作周期为T的圆周运动,星球1和星球2到O的距离分别为l1和l2.
由万有引力提供向心力:
对 M1:G=M1(
)2 l1…①
对M2:G=M2(
)2 l2…②
由几何关系知:l1+l2=R…③
三式联立解得:M总=.
答:两星的总质量为
宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统,其中有一种三星系统如图所示,三颗质量均为m的星位于等边三角形的三个顶点,三角形边长为R,忽略其他星体对它们的引力作用,三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动,万有引力量为G,则( )
正确答案
解析
解:A、任意两个星星之间的万有引力F=G
每一颗星星受到的合力,F1=F,由几何关系知:它们的轨道半径r=
①
合力提供它们的向心力:G
=m
…②
联立①②,解得:v=,故A正确.
B、角速度ω==
,故B正确.
C、由T==2π
,故C正确;
D、任意两个星星之间的万有引力F=G
每一颗星星受到的合力就是其向心力,F1=F=ma,a=
故向心加速度与质量有关,故D错误.
故选:ABC.
假设火星和地球都是球体,火星的质量M火和地球的质量M地之比=p:1,火星的半径R火和地球的半径R地之比
=q:1,那么离火星表面R火高处的重力加速度g火′和离地球表面R地高处的重力加速度g地′之比g火′:g地′等于______.
正确答案
解:星球表面的物体受到的重力等于万有引力,即有G=mg
解得g=G
所以=
.
=
故答案为:
解析
解:星球表面的物体受到的重力等于万有引力,即有G=mg
解得g=G
所以=
.
=
故答案为:
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