- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
探测器绕月球做匀速圆周运动,变轨后在半径较小的轨道上仍做匀速圆周运动,则变轨后与变轨前相比( )
正确答案
解析
解:探测器绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设探测器的质量为m、轨道半径为r、月球质量为M,有
F=F向
F=G
F向=m=mω2r=m(
)2r
因而
G=m
=mω2r=m(
)2r=ma
解得
v= ①
T==2π
②
ω= ③
a= ④
根据题意知r变小,结合以上公式知线速度变大、周期变小、角速度变大、向心加速度变大;
故选:A.
火星直径约为地球的一半,质量约为地球的十分之一,它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍.根据以上数据,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、根据万有引力等于重力得:
G=mg
得:g=G,可得:
=
=
×
=
,即火星表面的重力加速度约为地球表面的
,故A正确;
B、研究火星和地球绕太阳公转,根据万有引力提供向心力得出:
G=m(
)2R,得:T=2π
,M为太阳的质量,R为轨道半径.火星的轨道半径大于地球的轨道半径,则火星公转的周期比地球的长,故B错误;
C、研究火星和地球绕太阳公转,根据万有引力提供向心力得出:G=m
,得:v=
.M为太阳的质量,R为行星的轨道半径.火星的轨道半径大于地球的轨道半径,则火星公转的线速度比地球的小,故C错误;
D、研究火星和地球绕太阳公转,根据万有引力提供向心力得出:G=ma,得:a=G
.M为太阳的质量,R为轨道半径.火星的轨道半径大于地球的轨道半径,
则知火星公转的向心加速度比地球的,故D错误;
故选:A.
如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动,天文学家进行了这样的观测:如图所示,当太阳与水星、金星处在同一条直线上时开始计时,经过一段时间后,水星转过的角度为θ1;金星转过的角度为θ2(θ1、θ2均为锐角),则由此条件可求得( )
正确答案
解析
解:A、根据相同时间内水星和金星转过的角度之比,可以求出水星和金星的角速度之比,根据T=,ω=
可以得出周期之比.故A正确.
B、由于水星和金星的质量和体积都无法求出,则无法求出水星和金星的密度之比.故B错误.
C、根据得,r=
,根据水星和金星的周期之比可以得出轨道半径之比,故C正确.
D、根据知,知道轨道半径之比,可以得出水星和金星的向心加速度之比,故D正确.
故选:ACD.
天文观测中发现宇宙中存在着“双星”,所谓双星,是两颗质量相近,分别为m1和m2的恒星,它们的距离为r,而r远远小于它们跟其它天体之间的距离,这样的双星将绕着它们的连线上的某点O作匀速圆周运动.求:
(1)这两颗星到O点的距离r1、r2各是多大
(2)双星的周期.
正确答案
解:(1)如图,
设双星中质量为m1的天体轨道半径为r1,质量为m2的天体轨道半径为r2
据万有引力定律和牛顿第二定律,得:----①
----②
r1+r2=r----③
由①②③联立解得:
(2)
再由:得
运行的周期T=
答:(1)这两颗星到O点的距离r1、r2分别为,
.
(2)双星的周期为.
解析
解:(1)如图,
设双星中质量为m1的天体轨道半径为r1,质量为m2的天体轨道半径为r2
据万有引力定律和牛顿第二定律,得:----①
----②
r1+r2=r----③
由①②③联立解得:
(2)
再由:得
运行的周期T=
答:(1)这两颗星到O点的距离r1、r2分别为,
.
(2)双星的周期为.
我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星-500”的模拟实验活动.假设王跃登陆火星后,测得火星的半径是地球半径,质量是地球质量的
,已知地球表面的重力加速度是g,地球的半径为R,王跃在地面上能向上竖直跳起的最大高度是h,忽略自转的影响,引力常量为G,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、B、由G=mg,得到:g=
,已知火星半径是地球半径的
,质量是地球质量的
,
则火星表面的重力加速度是地球表重力加速度的,即为
.
设火星质量为M′,由万有引力等于中可得:G=mg′,
解得:M′=,
密度为:ρ==
.故A正确,B错误;
C、C、由G=m
,得到:v=
,火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的
倍.故C错误;
D、王跃以v0在地球起跳时,根据竖直上抛的运动规律得出可跳的最大高度是:h=,
由于火星表面的重力加速度是,王跃以相同的初速度在火星上起跳时,可跳的最大高度h′=
,D错误.
故选:A
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