- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
中国探月工程预计在2015年研制和发射小型采样返回舱,采集关键样品后返回地球,如图为从月面返回时的运动轨迹示意图,轨道①为月球表面附近的环月轨道,轨道②为月地转移椭圆轨道,已知月球的平均密度为ρ,半径为R,万有引力常量为G,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在月球表面,重力等于万有引力,故:
mg=G
其中:
M=
解得:
g=
故A错误;
B、返回舱绕月圆周运动过程,根据牛顿第二定律,有:
mg=m
故返回舱进入环月轨道①所需的最小发射速度为:
v==
故B正确;
C、返回舱绕环月轨道①的运动周期为:
T==
=
故C错误;
D、根据开普勒周期定律=C,返回舱在轨道②上的周期大于在轨道①上的运行周期,故D正确;
故选:BD.
2012年7月26日,一个国际研究小组借助于智利的甚大望远镜,观测到了一组双星系统,它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动,如图所示.此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质,达到质量转移的目的,假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变,则在最初演变的过程中( )
正确答案
解析
解:A、设体积较小的星体质量为m1,轨道半径为r1,体积大的星体质量为m2,轨道半径为r2.双星间的距离为L.转移的质量为△m.
则它们之间的万有引力为F=G,根据数学知识得知,随着△m的增大,F先增大后减小.故A错误.
B、对m1:G=(m1+△m)ω2r1 ①
对m2:G=(m2-△m)ω2r2 ②
由①②得:ω=,总质量m1+m2不变,两者距离L不变,则角速度ω不变.故B正确.
C、D、由②得:ω2r2=,ω、L、m1均不变,△m增大,则r2 增大,即体积较大星体圆周运动轨迹半径变大.
由v=ωr2得线速度v也增大.故C正确.D错误.
故选:BC.
某个行星的质量是地球质量的一半,半径也是地球半径的一半,那么一个物体在此行星表面上的重力是地球表面上重力的( )
正确答案
解析
解:根据万有引力等于重力得:G=mg,得 g=
行星质量是地球质量的一半,半径也是地球半径的一半,一个物体在此行星上的重力和地球上重力之比:
=
=
=
22=2
故选:D.
某星体与地球的半径之比为2:3,质量之比为4:9,则星体表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为______.
正确答案
1:1
解析
解:星球表面重力与万有引力相等有:
可得重力加速度为:
g=
得:
故答案为:1:1.
某同学设想驾驶一辆由火箭作为动力的陆地太空两用汽车在赤道沿地球自转方向行驶,汽车的行驶速度可以任意增加,当汽车的速度增加到某值v(相对地面)时,汽车与地面分离成为绕地心做圆周运动的“航天汽车”,对此下列说法正确的是(不计空气阻力,取地球的半径R=6400km,g=10m/s2)( )
正确答案
解析
解:A、汽车沿地球赤道行驶时,由重力和支持力的合力提供向心力.设汽车的质量为m,支持力为F,速度为v,地球半径为R,则由牛顿第二定律得
mg-F=m
得 F=mg-m
当汽车速度v增大时,支持力F减小,则汽车对对地面的压力减小.故A错误.
B、在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态,不能用弹簧测力计测量物体的重力.但可以测量力的大小,故B错误.
C、D,7.9km/s≈8km/s是第一宇宙速度,当汽车速度v=8km/s时,汽车将离开地面绕地球做圆周运动,成为近地卫星.故CD正确.
故选CD
扫码查看完整答案与解析