- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
(2015秋•黑龙江期末)如图所示为银河系中A、B两颗恒星组成的双星系统,已知AB间的距离为L,若测得A恒星绕AB连线上O点做圆周运动的周期为T,轨道半径为r,则两恒星的质量为(引力常量为G)( )
正确答案
解析
解:以A恒星为研究对象,AB间的万有引力提供A做圆周运动需要的向心力,即:
,
解得:.
由于双星做圆周运动的角速度相等,因此有:,
解得:,故AB正确,CD错误.
故选:AB.
(选做题,在22A、22B中选做一题,若两题全做,以22A的得分计入总分.)
A.质量分别为400千克和200千克的甲乙两船,静止于平静的水面,相距60米.甲船上的人通过绳拉乙船,绳的拉力为100牛,水对两船阻力均为20牛.这是以两船为系统,经______秒后,两船撞到一起后不分开.则撞后甲、乙的速度为______.
B.2009年俄罗斯的卫星和美国的卫星在西伯利亚上空发生碰撞.假定碰撞后产生甲、乙两块碎片,绕地球运动的轨道都是圆,甲的运行速率比乙的大,则甲距地面的高度______乙距地面的高度,甲的加速度______乙的加速度(选填“大于”、“小于”或“等于”).
正确答案
14.1
0
小于
大于
解析
解:(1)甲、乙的加速度分别为
a1==
=0.2m/s2
a2==
=0.4m/s2
由位移时间公式
a1t2+
a2t2=L
解得
t==10
s
碰撞前甲、乙的速度分别为
v1=a1t=0.2×10=2
m/s
v2=a2t=0.4×10=4
m/s
两船撞到一起后不分开,由动量守恒定律
m1v1-m2v2=(m1+m2)v
解得 v=0
故答案为:10,0.
(2)人造卫星的万有引力提供向心力
F引=F向 G=m
=ma向解得
h=
a向=
由于甲的线速度较大,因而甲的轨道半径较低,加速度较大;
故答案为:小于,大于.
某行星,其半径是地球半径的3倍、质量是地球质量的36倍.该行星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的( )
正确答案
解析
解:此行星的半径是地球半径的3倍,设任意星球的质量为M,半径为R,质量为m的物体在星球表面时,星球对物体的万有引力近似等于物体的重力,则有
mg=
得g=
设此行星的质量为M′,半径为R′,表面的重力加速度为g′;地球的质量为M,半径为R,表面的重力加速度为g;
所以有=
•
=36×(
)2=4
故选A.
人类对自己赖以生存的地球的研究,是一个永恒的主题.我国南极科学考察队存地球的南极用弹簧测力计称得某物体重为P,在回国途经赤道时用弹簧测力计称得同一物体重为0.9P.若已知地球自转周期为T,万有引力常量为G,假设地球是质量均匀分布的球体,则由以上物理量可以求得( )
正确答案
解析
解:因为两极处的万有引力等于物体的重力,故:P=
由于赤道处的向心力等于万有引力与物体在赤道处的重力之差,故:P-0.9P=m()2R
故:M=
A、物体的质量是任意的,故无法求解出,故A错误;
B、C、由于不知道地球半径,故无法求解地球的质量,故BC均错误;
D、地球密度:,故D正确;
故选:D.
A、B两质点相距为R,质量分别为mA和mB,且mA=3mB.A受到B的万有引力大小为FA,B受到A的万有引力大小为FB,则FA:FB=______;若将它们之间的距离增大到2R,这时A受到B的万有引力大小为FA′,则FA:FA′=______.
正确答案
1:1
4:1
解析
解:A受到B的万有引力大小为FA,B受到A的万有引力大小为FB,
作用力与反作用力大小相等,方向相反,所以FA:FB=1:1,
根据万有引力F=
若将它们之间的距离增大到2R,这时A受到B的万有引力大小为FA′,
则FA:FA′=4:1.
故答案为:1:1,4:1
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