- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
质量为m的卫星围绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径是地球半径的2倍.已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,则卫星的速度大小为______.
正确答案
解析
解:卫星做匀速圆周运动:G=m
①
设地表面有一物体m0,则有:G=m0g②
联立①②解得v=
故答案为:.
现代观测表明,由于引力作用,恒星有“聚集”的特点.众多的恒星组成不同层次的恒星系统,最简单的恒星系统是两颗互相绕转的双星,如图所示,两星各以一定速率绕其连线上某一点匀速转动,这样才不至于因万有引力作用而吸引在一起.已知双星质量分别为m1、m2,它们间的距离始终为L,引力常量为G,求:
(1)双星旋转的中心O到m1的距离;
(2)双星的转动角速度.
正确答案
解:(1)设m1到中心O的距离为x,双星的周期相同,由万有引力充当向心力,向心力大小相等得:F引=F向
知:…①
…②
联立①②求解得:x=L…③
(2)由①③解得:ω=
答:(1)双星旋转的中心O到m1的距离是;
(2)双星的转动角速度为.
解析
解:(1)设m1到中心O的距离为x,双星的周期相同,由万有引力充当向心力,向心力大小相等得:F引=F向
知:…①
…②
联立①②求解得:x=L…③
(2)由①③解得:ω=
答:(1)双星旋转的中心O到m1的距离是;
(2)双星的转动角速度为.
若各国的人造地球卫星都在高度不同的轨道上做匀速圆周运动,设地球的质量为M,地球的半径为R地,重力加速度为g,万有引力恒量为G.则下述判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据万有引力提供向心力有:.解得
,知轨道半径越大,线速度越小,半径最小等于地球的半径,世界各国发射的所有人造地球卫星在轨道上做匀速圆周运动的运行速度都不超过
,故A正确;
B、根据万有引力提供向心力有:,解得:
,知轨道半径越大,周期越大,所以近地卫星的周期最小,其余卫星的周期都大于该周期,故B错误;
C、卫星靠地球的万有引力提供向心力,万有引力方向指向地心,所以圆心和地心重合.故C正确.
D、同步卫星与地球保持相对静止,定轨道,位于赤道的上方,不可能在北京的上方.故D错误.
故选:AC.
一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在行星上,宇宙飞船上备有以下实验仪器:
A.弹簧测力计一个
B.精确秒表一只
C.天平一台(附砝码一套)
D.物体一个
为测定该行星的质量M和半径R,宇航员在绕行及着陆后各进行一次测量,依据测量数据可以求出M和R(已知引力常量为G).
(1)绕行时测量所用的仪器为______(用仪器的字母序号表示),所测物理量为______.
(2)着陆后测量所用的仪器为______,所测物理量为______.用测量数据求该星球半径R=______.
正确答案
B
周期T
ACD
物体质量m、重力F
解析
解:(1)在行星表面,由重力等于万有引力得:
mg=G
宇宙飞船绕行星表面做圆周运动时,万有引力等于向心力,则得:
G=m
R
由以上两式解得:
R=…①
M=…②
物体的重力F=mg…③
因而需要用秒表测量绕行时周期T,
(2)着陆后测量所用的仪器为ACD,用天平测量质量m,用弹簧秤测量重力F;所测物理量为物体重量F和质量m.
由②③得:M=,
由①③得:R=
故答案为:B;周期T;ACD;物体质量m、重力F;
质量均为m的两个质点,当其间距为r,它们之间的万有引力为F.若现在将两质点的质量均变为原来的2倍,距离缩小为原来的,此时它们之间的万有引力为( )
正确答案
解析
解:根据万有引力定律得F=,两质点的质量均变为原来的2倍,质点间的距离变为原来的一半,则万有引力大小变为原来的16倍,即4F.故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
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