- 万有引力定律及其应用
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设地球质量为M,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g.当人造卫星离地高度是3R时,它所受的地球引力是在地面的______倍.它运动的向心加速度是______.
正确答案
解析
解:根据万有引力定律得,F=,人造卫星离地高度是3R时,轨道半径是地球半径的4倍,所以它所受的地球引力是在地面的
.
根据万有引力提供向心力及万有引力等于重力得,
=mg′=ma′
解得.
故答案为:,
.
如图所示,两颗卫星围绕着质量为M的中心星体做匀速圆周运动.若两颗卫星和中心星体始终在同一直线上,两颗卫星间的作用及其他星体对两颗卫星的作用均忽略不计,则下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由“两颗卫星和中心星体始终在同一直线上”得知两颗卫星的角速度ω相等,根据=mω2r,得r=
,可见两颗卫星的轨道半径相等,选项A正确;
B、由a=ω2r得向心加速度大小a1=a2,但方向相反,选项B错误;
C、由万有引力提供向心力即F向=知,F向与卫星的质量m有关,由于两颗卫星的质量关系不确定,选项C错误;
D、根据得卫星的动能Ek=
与m有关,选项D错误.
故选:A
一艘宇宙飞船沿着围绕未知天体表面的圆形轨道飞行,航天员只用一块秒表能测量出的物理量有( )
正确答案
解析
解:飞船沿着未知天体表面飞行,则飞船轨道半径等于天体半径,则有:
A、飞船飞行时受到万有引力提供向心力则据或者线速度
,在仅知道周期T的情况下,无法得到线速度v,故A错误;
B、据圆周运动周期和角速度关系可得ω=,已知T的情况下可以得到ω,故B正确;
C、测量中心天体的质量依据万有引力提供向心力,在已知周期的情况下有:可知在测量出周期T的情况下,还需知道飞船的轨道半径才可以得到中心天体的质量,故C错误;
D、令末知天体的密度为ρ,天体半径为R,则知天体质量为M=,又飞船受到万有引力提供向心力知
得飞船质量M=
即=
,所以ρ=
,因为G是引力常量,故测得飞船飞行周期T即可得未知天体的密度.故D正确.
故选BD.
若某行星是质量分布均匀的球体,其密度为ρ,万有引力常量为G.当此行星自转周期为下列哪个值时,其赤道上的物体将要飞离行星表面则( )
正确答案
解析
解:设某行星质量为M,半径为R,物体质量为m,万有引力充当向心力,则有;
联立以上两式解得:.
只有A选项正确.
故选:A
假设地球可视为质量均匀分布的球体.地球表面处的重力加速度大小为g0,与地球表面相距为h处的重力加速度大小为g1.忽略地球自转,引力常量为G.则地球的质量为( )
正确答案
解析
解:在地面,重力等于万有引力,故:
mg0=
在高度为h的位置,重力等于万有引力,故:
mg1=
联立解得:
M=
故选:A
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