- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
一行星的半径是地球半径的2倍,密度与地球的密度相同.在此行星上以一定的初速度竖直上抛一个质量为m物体,上升的高度为h,则在地球上以同样大小的初速度竖直上抛一质量为2m的物体,上升的高度为(空气阻力不计)( )
正确答案
解析
解:M=ρV=,知行星与地球的质量比为8:1.
万有引力等于重力,g=
,得:
=2.
竖直上抛运动的最大高度h=,所以它们的在行星上和在地球上的高度比为1:2.所以在地球上以同样大小的初速度竖直上抛一质量为2m的物体,上升的高度为2h.故B正确,A、C、D错误.
故选B.
我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站.如图所示,关闭动力的航天飞船在月球引力作用下向月球靠近,并将沿椭圆轨道与空间站在B处对接,已知空间站绕月轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、关闭动力的航天飞船在月球引力作用下向月球靠近,引力做正功,故航天飞机加速运动,故A错误;
B、航天飞船在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速,否则会沿着原轨道返回,故B正确;
C、绕月空间站只受万有引力,提供向心力,根据牛顿第二定律,有:G,解得:M=
,故C正确;
D、由于空间站质量未知,故无法求解空间站受到月球引力的大小,故D错误;
故选:BC.
设地球自转角速度为ω,质量为M,引力常量为G,假设地球可视为质量均匀分布的球体,半径为R,求:同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比.
正确答案
解:设物体的质量为m
在南极
在赤道
故
解得:
答:同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为.
解析
解:设物体的质量为m
在南极
在赤道
故
解得:
答:同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为.
A、B两颗行星,各有一颗卫星,卫星轨道接近各自的行星表面,如果两行星的质量比为MA:MB=q,两行星的半径比为RA:RB=p,则两卫星的周期之比为( )
正确答案
解析
解:研究同卫星绕行星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式:
=m
r
解得:
T=2π
在行星表面运动,轨道半径可以认为就是行星的半径.
两行星质量之比为MA:MB=q,半径之比为RA:RB=p,所以两卫星周期之比:
=
故选:C.
神舟十号飞船环绕地球做匀速圆周运动的周期为T.已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,不考虑地球自转的影响,求:
(1)地球的质量M;
(2)飞船距离地面的高度h.
正确答案
解:(1)不考虑地球自转的影响,地球表面的物体受到的重力约等于地球对它的万有引力.设物体的质量为m0,有:
解得地球的质量为:
(2)地球对飞船的万有引力提供其绕地球做匀速圆周运动的向心力,有:
解得:
答:(1)地球的质量M为;
(2)飞船距离地面的高度h为.
解析
解:(1)不考虑地球自转的影响,地球表面的物体受到的重力约等于地球对它的万有引力.设物体的质量为m0,有:
解得地球的质量为:
(2)地球对飞船的万有引力提供其绕地球做匀速圆周运动的向心力,有:
解得:
答:(1)地球的质量M为;
(2)飞船距离地面的高度h为.
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