- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
A行星和B行星半径之比为2:3,各有一个卫星绕其运行,运行高度均等于各自行星的半径,已知两个卫星的周期之比为3:2,求行星A和行星B表面处的重力加速度大小之比为多少?
正确答案
解:研究任一情况:
对于卫星,卫星绕行星运行时,由万有引力充当向心力得(r=2R),得:
行星表面的物体m0(忽略自转影响),由万有引力等于重力,得:
联立得行星表面处的重力加速度为:g=
据题,A行星和B行星半径之比为 RA:RB=2:3,卫星的周期之比为 TA:TB=3:2,代入上式解得:所以A、B两行星表面处重力加速度之比为 gA:gB=8:27
答:A、B两行星表面处重力加速度之比为8:27.
解析
解:研究任一情况:
对于卫星,卫星绕行星运行时,由万有引力充当向心力得(r=2R),得:
行星表面的物体m0(忽略自转影响),由万有引力等于重力,得:
联立得行星表面处的重力加速度为:g=
据题,A行星和B行星半径之比为 RA:RB=2:3,卫星的周期之比为 TA:TB=3:2,代入上式解得:所以A、B两行星表面处重力加速度之比为 gA:gB=8:27
答:A、B两行星表面处重力加速度之比为8:27.
2011年11月3日,“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接.任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道,等待与“神舟九号”交会对接.变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道,对应的轨道半径分别为R1、R2,线速度大小分别为v1、v2.则等于( )
正确答案
解析
解:“神舟八号”飞船与“天宫一号”绕地球做匀速圆周运动,靠万有引力提供向心力:
得:,故
.故B正确、ACD错误.
故选:B
一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在该行星上.飞船上备有以下实验器材
A.精确秒表一只 B.已知质量为m的物体一个
C.弹簧秤一个 D.天平一台(附砝码)
已知宇航员在绕行时及着陆后各作了一次测量,依据测量数据,可求出该星球的半径R及星球的质量M.(已知万有引力常量为G )
(1)两次测量所选用的器材分别为______.(用序号表示)
(2)两次测量的物理量分别是______.
(3)用该数据写出半径R、质量M的表达式.R=______,M=______.
正确答案
解:(1)重力等于万有引力
mg=G
万有引力等于向心力
G=m
R
由以上两式解得
R=----①
M=-----②
由牛顿第二定律
FG=mg------③
因而需要用计时表测量周期T,用天平测量质量,用弹簧秤测量重力;
故选ABC.
2)由第一问讨论可知,需要用计时表测量周期T,用天平测量质量,用弹簧秤测量重力;
故答案为:飞船绕行星表面运行的周期T,质量为m的物体在行星上所受的重力FG .
(3)由①②③三式可解得
R=
M=
故答案为:(1)A,B C
(2)周期T,物体重力FG
(3),
解析
解:(1)重力等于万有引力
mg=G
万有引力等于向心力
G=m
R
由以上两式解得
R=----①
M=-----②
由牛顿第二定律
FG=mg------③
因而需要用计时表测量周期T,用天平测量质量,用弹簧秤测量重力;
故选ABC.
2)由第一问讨论可知,需要用计时表测量周期T,用天平测量质量,用弹簧秤测量重力;
故答案为:飞船绕行星表面运行的周期T,质量为m的物体在行星上所受的重力FG .
(3)由①②③三式可解得
R=
M=
故答案为:(1)A,B C
(2)周期T,物体重力FG
(3),
人类发射的空间探测器进入某行星的引力范围后,绕该行星做匀速圆周运动.已知该行星的半径为R,探测器运行轨道在其表面上空高h处,运行周期为T.求该行星的质量M=______,它的平均密度ρ=______.
正确答案
解析
解:空间探测器绕该行星做匀速圆周运动,行星的万有引力提供向心力,由万有引力定律和牛顿第二定律得:
=
解得求该行星的质量M=
行星的体积V=,又∵ρ=
联立以上三式解得行星的平均密度ρ=
故答案为:该行星的质量M=,它的平均密度ρ=
.
在月球上以初速度v0自高h处水平抛出的小球,射程可达x,已知月球半径为R,如果在月球上发射一颗月球的卫星,求它在月球表面附近环绕月球运动的周期是多少?
正确答案
解:设月球表面的重力加速度为g′
由平抛规律知:
x=v0
解得:g′=
设近月月球卫星周期为T,
=g′①
m=
mR ②
由①②解得T=2π=
答:它在月球表面附近环绕月球运动的周期是.
解析
解:设月球表面的重力加速度为g′
由平抛规律知:
x=v0
解得:g′=
设近月月球卫星周期为T,
=g′①
m=
mR ②
由①②解得T=2π=
答:它在月球表面附近环绕月球运动的周期是.
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