- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
我国第一颗绕月探测卫星--嫦娥一号于2007年10月24日成功发射.如图所示,嫦娥一号进入地月转移轨道段后,关闭发动机,在万有引力作用下,嫦娥一号通过P点时的运动速度最小.嫦娥一号到达月球附近后进入环月轨道段.若地球质量为M,月球质量为m,地心与月球中心距离为R,嫦娥一号绕月球运动的轨道半径为r,G为万有引力常量,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、据题知嫦娥一号通过P点时地球和月球对卫星的万有引力大小相等,设P点到地心和月心的距离分别为r1和r2.
则有 ,又r1+r2=R,解得:r1=
R,故A正确,B错误.
C、嫦娥一号绕月运动时,由月球的万有引力提供向心力,则有:,
解得线速度v=,T=
,故C、D错误.
故选:A.
2012年10月,第16颗北斗导航卫星发射成功,它是一颗地球静止轨道卫星(即地球同步卫星),现已于先期发射的15颗北斗导航卫星组网运行并形成区域服务能力,在这16颗北斗导航卫星中,包含多颗地球同步卫星,该系统的初步建成有助于减少我国对GPS导航系统的依赖.GPS由运行周期为12小时的卫星群组成.设北斗导航系统的同步卫星和GPS导航卫星的轨道半径分别为R1和R2,向心加速度分别为a1和a2,则R1:R2及a1:a2的值各为多少.(可用根式表示)
正确答案
解:
设地球同步卫星的周期为T1,GPS卫星的周期为T2,由题意有:=2
由万有引力定律的公式和向心的公式有:
由以上两式可得:
a=
因而:
答:则R1:R2为.
a1:a2的值为.
解析
解:
设地球同步卫星的周期为T1,GPS卫星的周期为T2,由题意有:=2
由万有引力定律的公式和向心的公式有:
由以上两式可得:
a=
因而:
答:则R1:R2为.
a1:a2的值为.
某星球的质量为M,在该星球上距地面h(h远小于该星球的半径)高度以一定的初速度水平抛出一物体,经过时间t该物体落在水平面上,欲使该物体不再落回该星球的表面,不计一切阻力和该星球自转的影响,引力常数为G,则抛出该物体的速度至少为( )
正确答案
解析
解:设该星球表面处的重力加速度为g,
在该星球上距地面h(h远小于该星球的半径)高度以一定的初速度水平抛出一物体,经过时间t该物体落在水平面上,
h=gt2
g=
由题意可知,是要求该星球上的“近地卫星”的绕行速度,也即第一宇宙速度.
对于该星球表面上的物体有:=mg
对于绕该星球做匀速圆周运动的“近地卫星”,有:mg=
联立解得v=
故选:A.
已知引力常量为G,地球表面重力加速度为g,地球半径为R,则地球质量为( )
正确答案
解析
解:在地球表面重力与万有引力大小相等有:
可得地球质量为:M=
所以B正确,ACD错误.
故选:B.
宇航员在月球表面附近自h高处以初速度v0水平抛出一个小球,测出小球抛出点到落地点的距离为h,已知月球半径为R,若在月球上发射一颗卫星,它在月球表面附近绕月球作圆周运动的周期多大?
正确答案
解:根据几何知识知,小球平抛时抛出点至落地点间的距离为时,小球平抛的水平距离为h,所以根据平抛知识有:
水平方向:h=v0t
竖直方向:
联列可解得月球表面的重力加速度
在月球上近月卫星的向心力由重力提供,据牛顿定律得:
mg=m()2R
即:
可得卫星的周期T=
答:月球表面附近绕月球做圆周运动的周期为.
解析
解:根据几何知识知,小球平抛时抛出点至落地点间的距离为时,小球平抛的水平距离为h,所以根据平抛知识有:
水平方向:h=v0t
竖直方向:
联列可解得月球表面的重力加速度
在月球上近月卫星的向心力由重力提供,据牛顿定律得:
mg=m()2R
即:
可得卫星的周期T=
答:月球表面附近绕月球做圆周运动的周期为.
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