- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
P1、P2为相距遥远的两颗行星,距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动.图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a,横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方,两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r2的反比关系,它们左端点横坐标相同.则( )
正确答案
解析
解:A、根据牛顿第二定律,行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度为:a=,
两曲线左端点横坐标相同,所以P1、P2的半径相等,结合a与r2的反比关系函数图象得出P1的质量大于P2的质量,根据ρ=,所以P1的平均密度比P2的大,故A正确;
B、第一宇宙速度v=,所以P1的“第一宇宙速度”比P2的大,故B错误;
C、s1、s2的轨道半径相等,根据a=,所以s1的向心加速度比s2的大,故C正确;
D、根据根据万有引力提供向心力得出周期表达式T=2π,所以s1的公转周期比s2的小,故D错误;
故选:AC.
我国于2013年12月发射了“嫦娥三号”卫星,该卫星在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动,其运行的周期为T;卫星还在月球上软着陆.若以R表示月球的半径,忽略月球自转及地球对卫星的影响.则( )
正确答案
解析
解:A、根据知“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为
,故A错误;
B、根据公式:,此时r=R,解得第一宇宙速度为:
,故B正确;
C、根据公式:和月球表面:
,得:
.故C正确;
D、降落伞只能在有空气时才能产生阻力,由于月球表面是真空,“嫦娥三号”降落月球时,无法使用降落伞减速.故D正确.
故选:BCD
某天体A有两个卫星P和Q,在A的万有引力作用下P和Q在同一平面内绕A沿逆时针方向做匀速圆周运动,轨道半径之比为rP:rQ=1:4,如图所示.
(1)卫星P和Q的周期之比TP:TQ等于多少?
(2)若已知卫星Q的周期TQ,求从图示位置(AP⊥AQ)开始,再过多长时间P与Q第一次相遇(距离最近).
正确答案
解:(1)卫星由A施加的万有引力提供向心力,则
对于P:=mP
对于Q:=mQ
解得=
得 TP:TQ=1:8
(2)经过时间t后P比Q多运动周,即第一次相遇,则有
=
+
且8TP=TQ
得t=
答:(1)卫星P和Q的周期之比TP:TQ等于1:8.
(2)若已知卫星Q的周期TQ,从图示位置(AP⊥AQ)开始,再过时间P与Q第一次相遇.
解析
解:(1)卫星由A施加的万有引力提供向心力,则
对于P:=mP
对于Q:=mQ
解得=
得 TP:TQ=1:8
(2)经过时间t后P比Q多运动周,即第一次相遇,则有
=
+
且8TP=TQ
得t=
答:(1)卫星P和Q的周期之比TP:TQ等于1:8.
(2)若已知卫星Q的周期TQ,从图示位置(AP⊥AQ)开始,再过时间P与Q第一次相遇.
我国探月的“嫦娥”工程已启动,在不久的将来,我国宇航员将登上月球.假设探月宇航员站在月球表面一斜坡上的M点,并沿水平方向以初速度v0抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡上另一点N,斜面的倾角为θ,如图所示.将月球视为密度均匀、半径为r的球体,引力恒量为G,求:
(1)月球表面的重力加速度?
(2)月球的平均密度多少?
正确答案
解:(1)根据平抛运动规律有
sinθ=
cosθ=v0t
得月球表面的重力加速度 g=
(2)月球对表面物体的万有引力等于物体的重力,有 =mg,
月球的密度ρ=
解以上三式得月球的平均密度 ρ=.
答:
(1)月球表面的重力加速度是.
(2)月球的平均密度是 .
解析
解:(1)根据平抛运动规律有
sinθ=
cosθ=v0t
得月球表面的重力加速度 g=
(2)月球对表面物体的万有引力等于物体的重力,有 =mg,
月球的密度ρ=
解以上三式得月球的平均密度 ρ=.
答:
(1)月球表面的重力加速度是.
(2)月球的平均密度是 .
一颗质量为m的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,卫星到地面的高度为h,已知引力常量G和地球质量M和地球半径为R,求:
(1)地球对卫星的万有引力的大小;
(2)卫星的速度大小.
正确答案
解:(1)地球对卫星的万有引力大小为:F=.
(2)根据得卫星的速度大小为:
v=.
答:(1)地球对卫星的万有引力大小为.
(2)卫星的速度大小为.
解析
解:(1)地球对卫星的万有引力大小为:F=.
(2)根据得卫星的速度大小为:
v=.
答:(1)地球对卫星的万有引力大小为.
(2)卫星的速度大小为.
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