- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
下列几组数据中能算出地球质量的是(万有引力常量G是已知的)( )
正确答案
解析
解:根据旋转天体绕中心天体运行的模型,根据万有引力等于向心力,由旋转天体公转半径和周期可求出中心天体的质量.
A、已知地球绕太阳运行的周期和地球的轨道半径只能求出太阳的质量,而不能求出地球的质量,故A错误;
B、已知月球绕地球运动的角速度和月球中心离地球中心的距离,利用万有引力等于向心力,故:G=mω2r
解得:M=
故B正确;
C、已知月球绕地球运行的周期和地球的半径,不知道月球绕地球的轨道半径,所以不能求地球的质量,故C错误;
D、已知地球半径r和地球表面的重力加速度g,根据地球表面重力等于万有引力,有:mg=G
解得:M=
故D正确;
故选:BD
某行星自转周期为T,赤道半径为R,研究发现若该行星自转角速度变为原来两倍将导致该星球赤道上物体将恰好对行星表面没有压力,已知万有引力常量为G,则以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:
A、该行星自转角速度变为原来两倍,则周期将变为原来的,即为
,由题意可知此时:
,解得:
,故A错误;
B、同步卫星的周期等于该星球的自转周期,由万有引力提供向心力可得:,又:
,解得:
,故B正确;
C、行星地面物体的重力和支持力的合力提供向心力:,又:
,解得:FN‘=
,由牛顿第三定律可知质量为m的物体对行星赤道地面的压力为
,故C错误;
D、7.9km/s是地球的第一宇宙速度,由于不知道该星球的质量以及半径与地球质量和半径的关系,故无法得到该星球的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度的关系,故无法确环绕该行星作匀速圆周运动的卫星线速度是不是必不大于7.9km/s,故D错误;
故选:B.
在太阳系里有一千多颗小行星,某一颗行星绕日运行的半径是金星绕日运行半径的4倍,则两星绕日运行的周期之比为( )
正确答案
解析
解:根据开普勒第三定律,得
故C正确,ABD错误.
故选:C.
假设地球可视为质量均匀分布的球体,已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0,在赤道的大小为g;地球自转的周期为T,引力常数为G,则地球的密度为多少?
正确答案
解:在两极,引力等于重力,可得地球质量M=,
在赤道处,引力与支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律,则有:G-mg=m
R,
而密度公式ρ=,
联立得:ρ=
答:平均密度为
解析
解:在两极,引力等于重力,可得地球质量M=,
在赤道处,引力与支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律,则有:G-mg=m
R,
而密度公式ρ=,
联立得:ρ=
答:平均密度为
A、已知地球自转周期为T,地球半径为R,引力常量为G,地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍,则地球同步卫星的速度大小为______;地球的质量为______.
B、如图所示,质量为m1的滑块置于光滑水平地面上,其上有一半径为R的光滑圆弧.现将质量为m2的物体从圆弧的最高点自由释放,在物体下滑过程中m1和m2的总机械能______(选填“守恒”或“不守恒”),二者分离时m1、m2的速度大小之比为______.
正确答案
守恒
解析
解:A、地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍,所以同步卫星离的轨道半径为7R.
根据线速度定义得:v==
=
;
同步卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,
由牛顿第二定律,得:G=m
(R+6R),
解得:地球质量M=;
B、在滑块下滑过程中,滑块与物体组成的系统只有重力做功,因此系统的机械能守恒;
滑块与物体组成的系统在水平方向上不受力,因此系统在水平方向上动量守恒,
在水平方向上,由动量守恒定律可得:m1v1-m2v2=0,
则二者分离时m1、m2的速度大小之比=
;
故答案为:A、;
;B、
.
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