- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
质量为M、半径为R的质量分布均匀的球体,在正中央挖去半径为
的小球后,剩余的部分为阴影区域,如图所示.质量为m的质点P到球心O的距离为2R,引力常量为G.试求质点P受到的万有引力.(已知半径为R的球的体积公式为V=
πR3)
正确答案
解:将挖去的球补上,则完整的大球对球外质点P的引力为
F1= …①
设半径为的小球的质量为M′,则M′=ρV′…②
V′=…③
半径为R的球质量为M=ρV…④
V=
设补上的小球对质点P的引力为F2,则
F2= …⑤
设挖去小球后的阴影部分对质点P的引力为F,则
F=F1-F2…⑥
联立①②③④⑤⑥式,解得:F=
答:质点P受到的万有引力是.
解析
解:将挖去的球补上,则完整的大球对球外质点P的引力为
F1= …①
设半径为的小球的质量为M′,则M′=ρV′…②
V′=…③
半径为R的球质量为M=ρV…④
V=
设补上的小球对质点P的引力为F2,则
F2= …⑤
设挖去小球后的阴影部分对质点P的引力为F,则
F=F1-F2…⑥
联立①②③④⑤⑥式,解得:F=
答:质点P受到的万有引力是.
如图所示,嫦娥二号卫星进入地月转移轨道后,需经多次变轨才能最终进入距离月球表面100公里,周期为118分钟的工作轨道.下列有关嫦娥二号运动过程中说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由轨道Ⅰ转移到轨道Ⅱ运动,其半长轴减小则由普勒定律知其速度要变小,减速,则A错误
B、在p点时速度最大,则由A知B正确,
C、在同一点加速度a=,则相同,则C错误
D、半径大则速度小,则D错误
故选:B
火星探测已成为世界各国航天领域的研究热点.现有人想设计发射一颗火星的同步卫星.若已知火星的质量M,半径R0,火星表面的重力加速度g0自转的角速度ω0,引力常量G,则同步卫星离火星表面的高度为( )
正确答案
解析
解:CD、同步卫星受到的万有引力提供向心力,故:
G=m
解得:
h= ①
故C正确,D错误;
AB、在火星表面,重力等于万有引力,故:
mg0= ②
联立①②解得:
h=
故A正确,B错误;
故选:AC.
两个靠得很近的天体,离其它天体非常遥远,它们以其连线上某一点O为圆心各自做匀速圆周运动,两者的距离保持不变,科学家把这样的两个天体称为“双星”,如图所示.已知双星的质量为m1和m2,它们之间的距离为L,引力常量为G,双星中质量为m1的天体运行轨道半径r1=______,运行的周期T=______.
正确答案
解析
解:根据题意作图,对这两个天体而言,它们的运动方程分别为:
…①
…②
以r1+r2=L…③
由以上三式解得:
,
将r1和r2的表达式分别代①和②式,可得角速度为:
.
周期为:
.
故答案为:;
.
(2015秋•宿迁期末)两个质量均匀球体,球心相距为R,两球间的万有引力大小为F,若两球心间距离变为2R,则两球体间的万有引力大小变为( )
正确答案
解析
解:根据万有引力定律公式F=G知,两球心间距离变为2R,两球的质量不变,则两球体间的万有引力大小变为
.
故选:B
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