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题型: 单选题
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单选题

如图所示,在火星与木星轨道之间有一小行星带.假设该带中的小行星只受到太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动.下列说法正确的是(  )

A太阳对各小行星的引力相同

B各小行星绕太阳运动的周期均小于一年

C小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度值

D小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值

正确答案

C

解析

解:A、由于各小行星的质量不同,所以太阳对各小行星的引力可能不同,故A错误;

B、根据万有引力提供向心力得:

=

T=2π

离太阳越远,周期越大,所以各小行星绕太阳运动的周期大于地球的公转周期,故B错误;

C、根据万有引力提供向心力得:

=ma

a=,所以小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度值,故C正确;

D、根据万有引力提供向心力得:

=m

v=

所以小行星带内各小行星圆周运动的线速度值小于地球公转的线速度值,故D错误.

故选:C.

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题型:简答题
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简答题

某质量分布均匀的星球表面重力加速度为g′,已知该星球半径为R,万有引力常量为G,求:

(1)该星球的质量M;

(2)该星球的密度;

(3)该星球的第一宇宙速度;

(4)人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期.

正确答案

解:(1)在星球表面重力与万有引力相等有:

可知星球的质量M=

(2)根据密度公式可知,该星球的密度:

ρ==

(3)该星球的第一宇宙速度为绕星球表面飞行的卫星的速度,根据万有引力提供圆周运动向心力有

可得v==

(4)绕星球表面运行的卫星具有最小的周期,即T==

答:(1)该星球的质量M为

(2)该星球的密度为

(3)该星球的第一宇宙速度为

(4)人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期为

解析

解:(1)在星球表面重力与万有引力相等有:

可知星球的质量M=

(2)根据密度公式可知,该星球的密度:

ρ==

(3)该星球的第一宇宙速度为绕星球表面飞行的卫星的速度,根据万有引力提供圆周运动向心力有

可得v==

(4)绕星球表面运行的卫星具有最小的周期,即T==

答:(1)该星球的质量M为

(2)该星球的密度为

(3)该星球的第一宇宙速度为

(4)人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期为

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题型:简答题
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简答题

我国神舟五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,把我国第一位航天员杨利伟送入太空.飞船绕地球飞行n圈后,历时t安全降落在内蒙古主着陆场.如果近似地把飞船从发射到降落的全部运动看作绕地球的匀速圆周运动,求神舟五号绕地球飞行时距地面的高度(已知地球的质量为M,地球的半径为R 以及引力常量G).

正确答案

解:由题意知飞船绕地球n圈历时t,可知该飞船的周期

T=

据飞船圆周运动的向心力由万有引力提供有:

所以可得R+h=

所以可得飞船距地面的高度

答:飞船绕地面的高度为

解析

解:由题意知飞船绕地球n圈历时t,可知该飞船的周期

T=

据飞船圆周运动的向心力由万有引力提供有:

所以可得R+h=

所以可得飞船距地面的高度

答:飞船绕地面的高度为

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题型:填空题
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填空题

火星的半径是地球半径的,火星质量是地球质量的,忽略火星和地球的自转,火星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为______;在地球表面上可举起50kg杠铃的人,到火星上用同样的力可举起质量是______kg的物体.

正确答案

2:5

125

解析

解:根据星球表面的万有引力等于重力知道:

=mg

得:g=

火星的半径是地球半径,火星质量是地球质量

所以火星上重力及速度g与地球上重力加速度g之比为:

==

所以火星表面的重力加速度是0.4g.

地球表面上可举起50kg杠铃的人,说明这个人能施加的最大力F=mg

到火星上用同样的力F=mg=m′g

所以m′=125kg,即到火星上用同样的力可举起的质量是125kg.

故答案为:,125.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,在宇宙中有一种三星系统,由三颗质量相等的恒星组成等边三角形,它们绕三角形的中心匀速转动,已知某三星系统远离其他星体,可以认为它们与其他星体的作用力为0,它们之间的距离均为r,绕中心转动周期为T,每颗星均可看作质点.试求这三颗星的总质量.

正确答案

解:设这三颗星分别为A、B、C,其质量分别为MA、MB、MC,且MA=MB=MC=M,A的受力如右图所示,因为A 做匀速圆周运动,

对A 有:

而 

由万有引力定律知:则

由几何知识得  

所以  

解得:,所以三颗星的总质量为

答:这三颗星的总质量是

解析

解:设这三颗星分别为A、B、C,其质量分别为MA、MB、MC,且MA=MB=MC=M,A的受力如右图所示,因为A 做匀速圆周运动,

对A 有:

而 

由万有引力定律知:则

由几何知识得  

所以  

解得:,所以三颗星的总质量为

答:这三颗星的总质量是

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