- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
已知地球质量是月球质量的a倍,地球半径是月球半径的b倍,下列结论中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、设星球的质量为M,半径为R,物体的质量为m,则在星球表面上,物体所受的重力近似等于星球的万有引力,则有,则得星球表面的重力加速度 g=
,故地球表面和月球表面的重力加速度之比为
.故A错误.
B、卫星绕星球圆周时,星球对卫星的万有引力等于卫星的向心力,则,则得绕星球表面运行的卫星速度公式为v=
,则得环绕地球表面和月球表面运行卫星的速度之比为
,故B正确.
C、绕星球表面运行的卫星周期为T==2πR
,则得环绕地球表面和月球表面运行卫星的周期之比为
,故C错误.
D、绕星球表面运行的卫星角速度为ω==
,则得环绕地球表面和月球表面运行卫星的角速度之比为
,故D错误.
故选:B
在地月系统中,若忽略其它天体的影响,可将地球和月球看成双星系统,即地球和月球在万有引力作用下做匀速圆周运动.地球上产生的垃圾越来越多,设想人类把垃圾不断地搬运到月球上去.经过长时间搬运后地球的质量仍大于月球的质量,地球和月球仍可以看作均匀球体,地球和月球之间的距离保持不变,则( )
正确答案
解析
解:
A、B、设月球质量为m,地球质量为M,月球与地球之间的距离为r,根据万有引力定律得地球与月球间的万有引力:F=,由于不断把月球上的矿藏搬运到地球上,所以m减小,M增大.由数学知识可知,当m与M相接近时,它们之间的万有引力较大,当它们的质量之差逐渐增大时,m与M的乘积将减小,它们之间的万有引力值将减小,故A错误、B正确.
C、D、设地球质量为 M,月球质量为 m,地球做圆周运动的半径为 r1 ,月球做圆周运动的半径为 r2,则:
地月间距离 r=r1 +r2 ①
对于地球 有:G=M
r1 ②
对于月球 有:G=m
可得双星系统的周期 T=2π
由于地月总质量M+m不变,所以地球、月球运动的周期不变.故C正确D错误
故选:BC
(2016春•梅州月考)假设月球是半径为R、质量分布均匀的球体,距离月球中心为r处的重力加速度g与r的关系如图所示.已知引力常量为G,月球表面的重力加速度大小为g0,由上述信息可知( )
正确答案
解析
解:A、由图可知,离月心的距离r=处的重力加速度为
,故A正确;
B、在月球表面,由重力等于万有引力,得:
在r=R处有:G=mg0,可得月球的质量 M=
,故B错误.
C、月球的平均密度为 ρ==
=
,故C错误.
D、近月卫星的速度等于月球表面的第一宇宙速度,由重力等于向心力,得 mg0=m
解得月球表面的第一宇宙速度 v=.故D正确.
故选:AD
“嫦娥三号”探月卫星已经成功到达月球表面.已知月球绕地球做圆周运动的半径为r1、周期为T1;“嫦娥三号”探月卫星绕月球做圆周运动的半径为r2、周期为T2.引力常量为G,不计周围其他天体的影响,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据题目条件不能求出“嫦娥三号”探月卫星的质量,故A错误;
B、根据月球绕地球做圆周运动的半径为r1、周期为T1得 G=m
r1,可求得地球的质量M,但地球的半径未知,不能求出地球的密度,故B错误.
C、由上求出月球和地球的质量,又月球绕地球做圆周运动的半径为r1,根据万有引力定律可求得地球与月球之间的引力,故C正确.
D、由A、B两项结果可得:与中心天体的质量成正比,所以
≠
,故D错误.
故选:C
已知以下哪组数据,可以计算出地球的质量M( )
正确答案
解析
解:A、根据环绕天体绕中心天体运行的模型,根据万有引力等于向心力,由环绕天体公转半径和周期可求出中心天体的质量,故已知地球绕太阳运动的周期及地球距太阳中心的距离,只能计算出太阳的质量.故A错误.
B、根据万有引力提供向心力=m
,得M=
,故B正确.
C、已知人造地球卫星运行的线速度v和轨道半径r,根据万有引力提供向心力,得M=
,又因为
,得
,故C正确.
D、根据地球表面的物体受的重力等于万有引力,解得:
,式中R为地球半径,G为万有引力常量,所以可以解得M地球质量.故D正确.
故选:BCD
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