- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
有同学这样探究太阳的密度:正午时分让太阳光垂直照射一个中央有小孔的黑纸板,接收屏上出现了一个小圆斑;测量小圆斑的直径和黑纸板到接收屏的距离,可大致推出太阳直径.他掌握的数据有:太阳光传到地球所需的时间、地球的公转周期、万有引力恒量;在最终得出太阳密度的过程中,他用到的物理规律是小孔成像和( )
正确答案
解析
解:根据小孔成像规律和相似三角形的知识可得到太阳的直径D,求得太阳的体积.根据万有引力定律和牛顿第二定律可得太阳的质量,故可求出太阳的密度.所以他用到的物理规律是小孔成像规律和万有引力定律、牛顿第二定律.
故选B.
(2015秋•深圳月考)专家称嫦娥四号探月卫星为“四号星”,计划在2017年发射升空,它的主要任务是更深层次、更全面的科学探测月球地貌等方面的信息,完善月球档案资料.已知月球表面的重力加速度为g,月球的平均密度为ρ.月球可视为球体,“四号星”离月球表面的高度为h,绕月做匀速圆周运动的周期为T.仅根据以上信息能求出的物理量是( )
正确答案
解析
解:A、设月球的半径为R,由重力等于万有引力,有:G=mg
其中地球质量:M=πR3ρ
联立解得:g=πRGρ ①
再由M=πR3ρ和
可得:
GπR3ρ=(R+h)3
②
由①②两式可解得月球半径R和万有引力常量G,故A正确.
B、由可得“四号星”的线速度v,但
,还需要知道“四号星”质量才能求得“四号星”在该轨道上运行的动能,故B错误.
C、由可知,亦需要知道“四号星”质量才能求得“四号星”与月球间的万有引力,故C错误.
D、由=m
得到:
,可求出第一宇宙速度,故D正确.
故选:AD
已知地球半径为R,质量分布均匀,匀质球壳对其内部物体的引力为零.设想在赤道正上方高h处和正下方深为h处各修建一环形真空轨道,轨道面与赤道面共面.A、B两物体分别在上述两轨道中做匀速圆周运动,轨道对它们均无作用力.则两物体的速度大小之比为( )
正确答案
解析
解:设地球密度为ρ,则有:
在赤道上方:,
在赤道下方:,
解得:.故D正确
故选:D
在地月系统中,若忽略其他星球的影响,可将月球和地球看成双星系统,即它们在彼此引力作用下绕二者连线上的某点做匀速圆周运动.设想人类能够在月球上生活,为了减轻地球上人口太多的压力,可以不断将人送到月球上居住,假设月球和地球间的距离及他们的总质量均不变,它们的轨道可看成圆,则在该过程中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、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,为了减轻地球上人口太多的压力,不断将人送到月球上居住,即M减小,m增大,
对于地球 有:=Mω2r1,所以地球做圆周运动的轨道半径增大.故A正确,B错误;
C、根据万有引力定律得地球与月球间的万有引力:F=,
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:=Mω2r1 ②
对于月球 有:=mω2r2 ③
ω=,
由于地月总质量M+m不变,所以地球、月球运动的角速度不变,故C正确;
D、将人送到月球上居住,即M减小,m增大,对于月球 有:=mω2r1,所以月球做圆周运动的轨道半径减小,由v=ωr可知,月球做圆周运动的线速度不断减小.故D正确;
故选:ACD.
某行星探测器在其发动机牵引力作用下从所探测的行星表面竖直升空后,某时刻速度达到v0=80m/s,此时发动机突然发生故障而关闭,已知该行星的半径为R=5000km、第一宇宙速度是v=5km/s.该行星表面没有大气,不考虑探测器总质量的变化及重力加速度随高度的变化.求:发动机关闭后探测器还能上升的最大高度.
正确答案
解:在该行星表面重力等于万有引力,即mg=
设该行星的第一宇宙速度为v,
解得
则探测器能上升的最大高度为
即发动机关闭后探测器还能上升的最大高度为640m.
解析
解:在该行星表面重力等于万有引力,即mg=
设该行星的第一宇宙速度为v,
解得
则探测器能上升的最大高度为
即发动机关闭后探测器还能上升的最大高度为640m.
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