- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”,“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的直径远小于两个星体之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体.如图所示,两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动.现测得两颗星之间的距离为L,质量之比为m1:m2=3:2.则可知( )
正确答案
解析
解:A、双星系统具有相同的角速度.故A错误.
B、C、D、双星靠相互间的万有引力提供向心力,则向心力的大小相等,则有:m1r1ω2=m2r2ω2,
解得:=
=
,所以m1做圆周运动的半径为
L,m2做圆周运动的半径为
L.
根据v=rω知,m1:m2做圆周运动的线速度之比为2:3.故B、D错误,C正确.
故选:C.
宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动,若飞船想与前面的空间站对接,飞船为了追上轨道空间站,可以采取的方法是( )
正确答案
解析
解:飞船做匀速圆周运动时,引力提供向心力,根据万有引力等于向心力,可以知道速度与轨道半径的关系为v=,当飞船加速时,在原轨道运行所需要的向心力变大,但万有引力大小不变,故引力不足以提供向心力,飞船会做离心运动,飞到较高的轨道;轨道半径越大,线速度越小,故飞船不能追上轨道空间站;故需要减速到较低轨道,追上轨道空间站后,再加速上升到较高轨道;
故选:B.
(2015秋•桐城市校级期末)一宇航员在地球表面以一定初速度竖直向上抛出一小球,经过时间t落回原处;若他在某星球表面以同样的初速度竖直向上抛同一小球,需经过时间5t小球才落回原处.不计空气阻力,已知该星球的质量是地球质量的,则( )
正确答案
解析
解:A、设地球表面和星体表面附近的重力加速度分别为gt和g′,根据竖直上抛运动的规律,有
在地面上:v0=g•t
在未知星体表面附近:v0=g′•,解得 g′:g=1:5.故A错误.
BC、不考虑自转影响,可认为放在不同星球表面附近物体m的重力等于星球对它的万有引力,即:
在地面附近有:mg=G
在星球表面附近有:mg′=G
已知=
,联立解得星球与地球半径之比
=
.
任一星体的密度为 ρ==
=
,则得星球与地球密度之比
=
.故BC错误.
D、对于任一星体,有 mg=m,得第一宇宙速度为 v1=
则得星球与地球第一宇宙速度之比 =
,故D正确.
故选:D
2013年12月14日21时许,嫦娥三号携带“玉兔”探测车在月球虹湾成功软着陆,在实施软着陆过程中,嫦娥三号离月球表面4m高时最后一次悬停,确认着陆点.若总质量为M的嫦娥三号在最后一次悬停时,反推力发动机对其提供的反推力为F,已知引力常量为G,月球半径为R,则月球的质量为( )
正确答案
解析
解:嫦娥三号悬停时,月球对它的万有引力等于发动机的反推力,即=F,
解得M月=,故B正确、ACD错误.
故选:B.
2012年10月,美国耶鲁大学的研究人员发现一颗完全由钻石组成的星球,通过观测发现该星球的半径是地球的2倍,质量是地球的8倍,假设该星球有一颗近地卫星,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解;A、根据V=可知,该星球的体积是地球体积的8倍,根据
及质量是地球的8倍可知,该星球的密度与地球密度相同,故A错误;
B、根据得:g=
,该星质量是地球的8倍,半径是地球的2倍,所以该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,故B错误;
C、根据解得;T=
该星质量是地球的8倍,半径是地球的2倍,所以该星球的近地卫星周期跟地球的近地卫星周期相等,故C正确;
D、根据解得:v=
,该星质量是地球的8倍,半径是地球的2倍,所以该星球近地卫星的速度是地球近地卫星速度的2倍,故D错误.
故选C
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