- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
已知地球质量约为某一星球质量的6倍,地球半径约为该星球半径的1.5倍,则该星球表面的重力加速度约为______ m/s2,航天器在该星球表面附近绕其做匀速圆周运动的速率约为______ m/s.(地球表面重力加速度g为10m/s2,地球半径R≈6.4×106m)
正确答案
3.75
4000
解析
解:根据得,g=
,
因为地球的质量约为某一星球质量的6倍,地球半径约为该星球半径的1.5倍,则地球表面的重力加速度是该星球表面重力加速度的倍,
则该星球表面的重力加速度,
根据mg′=,
解得=4000m/s.
故答案为:3.75,4000.
“神舟十号”飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动,其轨道高度距离地面约340km,则关于飞船的运行,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动,速度方向时刻改变,是变速运动,不是平衡状态,故A错误;
B、飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动,地球对飞船的万有引力提供飞船运行的向心力,故B正确;
C、根据G=m
,得v=
,可知轨道半径越大,速度越小,当轨道半径最小等于地球半径时的速度为第一宇宙速度,故飞船运行的速度小于第一宇宙速度,故C正确;
D、根据万有引力提供向心力G=ma,得a=
,可知轨道半径越大,加速度越小,当轨道半径最小等于地球半径时的加速度等于地球表面的重力加速度,故飞船运行的加速度小于地球表面的重力加速度,故D正确.
故选:BCD
地球质量为M,半径为R,自转角速度为ω,万有引力恒量为G,若规定物体离无穷远处势能为0,则质量为m的物体离地心距离为r时,具有的引力势能可表示为.
(1)试证明一质量m的卫星在离地面距离为h时所具有的机械能为;
(2)国际空间站是在地球大气层上空绕地球飞行的一个巨大人造天体,设空间站离地面高度为h,如果在该空间站直接发射一颗质量为m的小卫星,使其能达到地球同步卫星轨道并能在轨道上正常运行,该卫星在离开空间站时必须具有多大的初动能.
正确答案
解:(1)证明:由万有引力提供向心力得
=
r=R+h
得:物体在离地面h处的动能为Ek==
物体在离地面的引力势能为:Ep=
物体在离地面h的机械能为:
E=Ek+Ep=-
(2)同步卫星在轨道上正常运动行时有:
=mω2r1
故其轨道半径r1=
由上式可得同步卫星的机械能
E1=-=-
m
卫星运动过程中机械能守恒,故离开航天飞机的卫星的机械能为E1
设离开航天飞机时卫星的初动能为Ek0
则:Ek0=E1-Ep=-m
+
答:(1)证明在上
(2)该卫星在离开空间站时必须具有的初动能是-m
+
.
解析
解:(1)证明:由万有引力提供向心力得
=
r=R+h
得:物体在离地面h处的动能为Ek==
物体在离地面的引力势能为:Ep=
物体在离地面h的机械能为:
E=Ek+Ep=-
(2)同步卫星在轨道上正常运动行时有:
=mω2r1
故其轨道半径r1=
由上式可得同步卫星的机械能
E1=-=-
m
卫星运动过程中机械能守恒,故离开航天飞机的卫星的机械能为E1
设离开航天飞机时卫星的初动能为Ek0
则:Ek0=E1-Ep=-m
+
答:(1)证明在上
(2)该卫星在离开空间站时必须具有的初动能是-m
+
.
若地球表面处的重力加速度为g,而物体在距地球表面3R(R为地球半径)处,由于地球作用而产生的加速度为g′,则为( )
正确答案
解析
解:根据万有引力等于重力,列出等式:
=mg
g=,其中M是地球的质量,r应该是物体在某位置到球心的距离.
=
=
故选D.
目前,中国正在实施“嫦娥一号”登月工程,已知月球上没有空气,重力加速度为地球的,假如你登上月球,不可能实现的愿望是( )
正确答案
解析
解:A、没有空气,不能放风筝.故A错误.
B、重力加速度为地球的,同一物体在月球和地球上所受的重力之比为1:6,
质量为100kg的物体在月球上的重力为:G月=100Kg×9.8N/kg×=163.3N,所以可以很容易的举起来;故B正确.
C、根据h=,重力为地球上的六分之一,故可以轻易跃过几米高度,在此篮球场打球,一定是扣篮高手.故C正确.
D、用弹簧体重计称量体重,重力减小,发现自己减肥成功,故D正确.
本题选不可能实现的,故选:A.
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