- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
如图所示,赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B、地球的同步卫星C,它们的运动都可视为匀速圆周运动,比较三个物体的运动情况,以下判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、卫星C为同步卫星,周期与A物体周期相等,故A错误;
B、AC比较,角速度相等,由a=ω2r,aA<aC,故B错误;
C、卫星C为同步卫星,周期与A物体周期相等,故角速度也相等,因而C错误;
D、AC比较,角速度相等,由v=ωr,可知υA<υC
BC比较,同为卫星,由人造卫星的速度公式v=,可知υC<υB因而υA<υC<υB故选D.
在一次测定万有引力恒量的实验里,两个小球的质量分别是0.80kg和4.0×10-3kg,当它们相距4.0×10-2m时相互吸引的作用力是1.3×10-10N,求万有引力恒量G.
正确答案
解:万有引力:F=G,
则:G==
=6.5×10-11N•m2/kg2;
答:万有引力恒量G为6.5×10-11N•m2/kg2.
解析
解:万有引力:F=G,
则:G==
=6.5×10-11N•m2/kg2;
答:万有引力恒量G为6.5×10-11N•m2/kg2.
太阳系中某行星运行的轨道半径为R0,周期为T0.但天文学家在长期观测中发现,其实际运行的轨道总是存在一些偏离,且周期性地每隔t0时间发生一次最大的偏离(行星仍然近似做匀速圆周运动).天文学家认为形成这种现象的原因可能是该行星外侧还存在着一颗未知行星.假设两行星的运行轨道在同一平面内,且绕行方向相同,则这颗未知行星运行轨道的半径R和周期T是(认为未知行星近似做匀速圆周运动)( )
正确答案
解析
解:AB、行星发生最大偏离时,两行星与恒星在同一直线上且位于恒星同一侧.设未知行星运行周期为T,轨道半径为R,则有:,解得未知行星的运行周期T=
,故B正确,A错误.
CD、由开普勒第三定律有:,解得:R=
,故C、D错误.
故选:B.
2007年4月24日,瑞士天体物理学家斯蒂芬妮•尤德里(右)和日内瓦大学天文学家米歇尔•迈耶(左)拿着一张绘制图片,图片上显示的是在红矮星581(图片右上角)周围的行星系统.这一代号“581c”的行星正围绕一颗比太阳小、温度比太阳低的红矮星运行,现测得“581c”行星的质量为M2、半径为R2.已知地球的质量为M1、半径为R1.则:
(1)若地球表面的重力加速度为g,求该行星表面的重力加速度;
(2)若宇宙飞船在地面附近沿近地圆轨道做匀速圆周运动的周期为T,求宇宙飞船在距离“581c”行星表面为h的轨道上绕该行星做匀速圆周运动的线速度V.
正确答案
解:(1)设地球表面有一物体质量为m1,581C表面有一物体质量为m2,581C表面重力加速度为g′
对地球表面的物体有万有引力得: ①
对581C表面的物体有万有引力得: ②
由①②两式取比值整理得:
答:该星球表面的重力加速度为
(2)绕地球做圆周运动的宇宙飞船周期为T,
由万有引力提供向心力得: ③
绕581C做匀速圆周运动的线速度V,
由万有引力提供向心力得: ④
581C星球的黄金代换: ⑤
由③④⑤解得:
答:宇宙飞船在距离“581c”行星表面为h的轨道上绕该行星做匀速圆周运动的线速度v=
解析
解:(1)设地球表面有一物体质量为m1,581C表面有一物体质量为m2,581C表面重力加速度为g′
对地球表面的物体有万有引力得: ①
对581C表面的物体有万有引力得: ②
由①②两式取比值整理得:
答:该星球表面的重力加速度为
(2)绕地球做圆周运动的宇宙飞船周期为T,
由万有引力提供向心力得: ③
绕581C做匀速圆周运动的线速度V,
由万有引力提供向心力得: ④
581C星球的黄金代换: ⑤
由③④⑤解得:
答:宇宙飞船在距离“581c”行星表面为h的轨道上绕该行星做匀速圆周运动的线速度v=
经长期观测,人们在宇宙中已经发现了“双星系统”.“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体,如图所示,两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动.现测得两颗星之间的距离为L,质量之比为m1:m2=2:3,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:双星靠相互间的万有引力提供向心力,具有相同的角速度,对m1:,对m2:
.得:m1r1=m2r2,
=
.所以r1=
,r2=
.又v=rω,所以线速度之比
.故A、D正确,B、C错误.
故选AD.
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