- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
宇宙空间有一些星系距离其它星体的距离非常遥远,可以忽略其它星系对它们的作用.今有四颗星体组成一稳定星系,在万有引力作用下运行,其中三颗星体A、B、C位于边长为a的正三角形的三个顶点上,沿外接圆轨道做匀速圆周运动,第四颗星体D位于三角形外接圆圆心,四颗星体的质量均为m,万有引力常量为G,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:AB、每颗星做匀速圆周运动,靠另外三颗星万有引力的合力提供向心力,故:
Fn=FABcos30°+FAD+FACcos30°=+
+
=(3+
)
①
故A正确,B错误;
CD、万有引力提供向心力,故:
Fn=m ②
联立①②解得:
T=2πa
故C错误,D错误;
故选:A
万有引力常量G=6.67×10-11______,由万有引力定律可知,两个质量分别为50kg的人,相距20m时的万有引力为______.
正确答案
N•m2/kg2
4.17×10-10N
解析
解:国际单位制中质量m、距离r、力F的单位分别是:kg、m、N,
根据牛顿的万有引力定律F=,得到G的单位是N•m2/kg2.
两个质量分别为50kg的人,相距20m时的万有引力F==4.17×10-10N.
故答案为:N•m2/kg2;4.17×10-10N
如图所示,两个半径分别为r1和r2的球,质量均匀分布,分别为m1和m2,两球之间的距离为r,则两球间的万有引力大小为( )
正确答案
解析
解:两个球的半径分别为r1和r2,两球之间的距离为r,所以两球心间的距离为r1+r2+r,
根据万有引力定律得:
两球间的万有引力大小为F=.
故选D.
若已知火星的半径为地球半径的一半,火星的质量为地球质量的,
(1)试求火星表面的第一宇宙速度与地球表面第一宇宙速度之比是多少?
(2)已知一物体在地球上的重量50N,求这个物体在火星上的重量是多少?
正确答案
解:(1)根据得,第一宇宙速度v=
.
因为火星的半径为地球半径的一半,火星的质量为地球质量的,则火星表面的第一宇宙速度与地球表面第一宇宙速度之比是1:2.
(2)根据得,g=
,
因为火星的半径为地球半径的一半,火星的质量为地球质量的,则火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为1:2.
物体在地球上的质量为50N,则在火星上重量为25N.
答:(1)火星表面的第一宇宙速度与地球表面第一宇宙速度之比是1:2.
(2)已知一物体在地球上的重量50N,求这个物体在火星上的重量是25N.
解析
解:(1)根据得,第一宇宙速度v=
.
因为火星的半径为地球半径的一半,火星的质量为地球质量的,则火星表面的第一宇宙速度与地球表面第一宇宙速度之比是1:2.
(2)根据得,g=
,
因为火星的半径为地球半径的一半,火星的质量为地球质量的,则火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为1:2.
物体在地球上的质量为50N,则在火星上重量为25N.
答:(1)火星表面的第一宇宙速度与地球表面第一宇宙速度之比是1:2.
(2)已知一物体在地球上的重量50N,求这个物体在火星上的重量是25N.
如图为中国月球探测工程的标志,它以中国书法的笔触,勾勒出一轮明月和一双踏在其上的脚印,象征着月球探测的终极梦想,我国自主研制的第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”的发射成功,标志着我国实施绕月探测工程迈出重要一步.宇航员在地球表面以一定初速度、竖直上抛一小球,经过时间t小球落回原处;若他在月球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间6t小球落回原处.(取地球表面重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计)
(1)求月球表面附近的重力加速度大小g月;
(2)若月球的半径与地球半径之比为R月:R地=3:11,求月球的质量与地球质量之比M月:M地.
正确答案
解:(1)在地球上,根据竖直上抛运动的对称性,结合速度时间公式得,,
在月球上,同理有:v=g月•3t,
解得.
(2)根据得,M=
,
因为月球表面重力加速度和地球表面重力加速度之比为1:6,半径之比为3:11,
解得.
答:(1)月球表面附近的重力加速度大小为.
(2)月球的质量与地球质量之比为3:242.
解析
解:(1)在地球上,根据竖直上抛运动的对称性,结合速度时间公式得,,
在月球上,同理有:v=g月•3t,
解得.
(2)根据得,M=
,
因为月球表面重力加速度和地球表面重力加速度之比为1:6,半径之比为3:11,
解得.
答:(1)月球表面附近的重力加速度大小为.
(2)月球的质量与地球质量之比为3:242.
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