- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
神舟六号载人航天飞船经过115小时32分钟的太空飞行,绕地球飞行77圈,飞船返回舱终于在2005年10月17日凌晨4时33分成功着陆,航天员费俊龙、聂海胜安全返回.已知万有引力常数G,地球表面的重力加速度g,地球的半径R,神舟六号飞船太空飞行近似为圆周运动.则下列论述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据题意,“神舟六号”飞船的飞行周期为:T=≈115.53h≈4.81天,飞船围绕地球做圆周运动,由地球的万有引力提供向心力,则有:
G=m
(R+h),则由此式知可求出飞船绕地球的太空飞行离地球表面的高度h.故A正确.
B、神舟六号飞船在绕地球的太空飞行的加速度为:a=(R+h),由上分析可知,可以求出加速度a.故B正确.
C、飞船在减速下降时,其加速度向上,处于超重状态,故C错误.
D、由于飞船的周期小于月球的周期,那么环绕速度大于月球的速度,故D错误;
故选:AB.
对于质量为m1和m2的两个物体间的万有引力的表达式,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、当有第3个物体m3放入m1、m2之间时,m1和m2间的万有引力将保持不变.故A正确.
B、当两物体间的距离r趋向零时,两物体不能看成质点,万有引力定律不再适用.故B错误.
C、自然界中任意两个物体之间都有万有引力.故C错误.
D、两个物体间的万有引力总是大小相等,方向相反,是一对作用力和反作用力.故D错误.
故选:A.
万有引力定律:
(1)内容:自然界中______物体都是相互吸引的;两个物体间的引力的大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟______成反比.
(2)公式:F=______,如果两个物体是均匀的球体,则r指______距离;
(3)引力常量:G=______N m2/kg2,由______第一次比较准确的测出.
正确答案
任意两个
距离的二次方
两球心间的
6.67×10-11
卡文迪许
解析
解:万有引力定律的内容:自然界中任意两个物体都是吸引的,两个物体间的引力的大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟距离的二次方成反比.
公式:F=,对于两个均匀的球体,r指两球心间的距离.
引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2,由卡文迪许第一次比较准确的测出.
故答案为:(1)任意两个,距离的二次方,(2),两球心间,(3)6.67×10-11,卡文迪许.
2009年2月天文学家发现了COROT-7b行星,其密度和地球接近,直径大约是地球的两倍.假定它的密度和地球的平均密度相等,直径等于地球直径的两倍,人们可以在该行星表面进行如下的物理活动.如图,货物传送带与水平地面间夹角为θ,且tanθ=
,下端A与上端B之间的长度L=20m,传送带以v=8m/s的速度顺时针转动.将质量m=4kg的小物体轻放在传送带下端A处,物快与传送带之间的动摩擦因数μ=
,取地球表面重力加速度g=10m/s2,sinθ=0.6,cosθ=0.8求:物块从A到B的过程中,传送带对物块做的功.
正确答案
解:设该行星地表重力加速度为g0,
根据M=ρV得:
物体在天体表面满足
得
则有
设物块与带共速时运动时间为t1,沿带位移为S
对物块有:μmg0cosθ-mg0sinθ=ma
v=at1
联立以上两式解得t1=1s,s=4m
则物与带共速后将随带匀速上升至B处,传送带对物做功等于物机械能的增加量,
答:物块从A到B的过程中,传送带对物块做的功为1088J.
解析
解:设该行星地表重力加速度为g0,
根据M=ρV得:
物体在天体表面满足
得
则有
设物块与带共速时运动时间为t1,沿带位移为S
对物块有:μmg0cosθ-mg0sinθ=ma
v=at1
联立以上两式解得t1=1s,s=4m
则物与带共速后将随带匀速上升至B处,传送带对物做功等于物机械能的增加量,
答:物块从A到B的过程中,传送带对物块做的功为1088J.
2004年1月4日美国“勇气”号火星车在火星表面成功登陆.登陆时机选择在6万年来火星距地球最近的一次,火星与地球之间的距离仅有5580万千米,如图所示.火星车在登陆前绕火星作圆周运动,距火星表面高度为H,火星半径为R,绕行N圈的时间为t,求:
(1)若地球、火星绕太阳公转均为匀速圆周运动,通过计算比较它们周期T地、T火大小;
(2)火星的平均密度(用R、H、N、t、引力常数G表示);
(3)火星车登陆后不断地向地球发送所拍摄的照片,地球上接收到的第一张照片大约是火星车多少秒前拍摄的?
正确答案
解:(1)行星绕太阳公转时由太阳对行星的万有引力提供行星圆周运动的向心力即:
可得行星公转的周期T=
因为:r火>r地
所以:T火>T地
(2)由题意知火星车绕火星作圆周运动的周期T= ①
根据火星车绕火星做圆周运动的向心力由万有引力提供有:
②
火星的密度 ③
由①②③解得:
(3)已知火星距地球的距离s=5580×107m,所以信号传到地球的时间即地球上接收到的第一张照片大约是火星车186s前拍摄的.
答:(1)T火>T地
(2)火星的密度为
(3)大约是186s前拍摄的.
解析
解:(1)行星绕太阳公转时由太阳对行星的万有引力提供行星圆周运动的向心力即:
可得行星公转的周期T=
因为:r火>r地
所以:T火>T地
(2)由题意知火星车绕火星作圆周运动的周期T= ①
根据火星车绕火星做圆周运动的向心力由万有引力提供有:
②
火星的密度 ③
由①②③解得:
(3)已知火星距地球的距离s=5580×107m,所以信号传到地球的时间即地球上接收到的第一张照片大约是火星车186s前拍摄的.
答:(1)T火>T地
(2)火星的密度为
(3)大约是186s前拍摄的.
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