- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点,沿水平方向以初速度v0抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上,斜坡的倾角α,已知该星球的半径为R,引力常量为G,已知球的体积公式是V=
πR3.求:
(1)该星球表面的重力加速度g;
(2)该星球的密度.
正确答案
解:(1)物体落在斜面上有:
所以有:g=.
(2)根据万有引力等于重力,解得星球的质量M=
.
而V=.
则密度为:.
答:(1)该星球表面的重力加速度为.
(2)该星球的密度为.
解析
解:(1)物体落在斜面上有:
所以有:g=.
(2)根据万有引力等于重力,解得星球的质量M=
.
而V=.
则密度为:.
答:(1)该星球表面的重力加速度为.
(2)该星球的密度为.
已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g0,不考虑地球自转的 影响并假设地球质量分布均匀且密度为ρ0.假若在地球内部距表面深度为h的某区域存在一半径为r的球形煤炭矿区,设煤炭密度为ρ(小于ρ0),则由于该煤炭矿区区域的存在,造成的地球该区域表面重力加速度的变化量的最大值是多少.
正确答案
解:根据题意把地球看成由两部分组成即半径为r的球体和剩余部分,则有:
,
式中F为地球剩余部分对m的作用力,M1为半径为r的球体质量,应有:
,
同理当半径为r的球体空间存在密度为ρ的煤炭时应有:
,
,
联立解得△g=.
答:造成的地球该区域表面重力加速度的变化量的最大值是.
解析
解:根据题意把地球看成由两部分组成即半径为r的球体和剩余部分,则有:
,
式中F为地球剩余部分对m的作用力,M1为半径为r的球体质量,应有:
,
同理当半径为r的球体空间存在密度为ρ的煤炭时应有:
,
,
联立解得△g=.
答:造成的地球该区域表面重力加速度的变化量的最大值是.
火星直径约为地球的一半,质量约为地球的十分之一,它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍.根据以上数据可知,火星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的______倍,火星与地球公转周期之比为______.
正确答案
0.4
解析
解:根据万有引力等于重力得出:
=mg 得:g=
,
根据火星直径约为地球的一半,质量约为地球的十分之一,
计算得出火星表面的重力加速度约为地球表面的0.4倍,
研究火星和地球绕太阳公转,根据万有引力提供向心力得出:
=
得:T=2π,
M为太阳的质量,R为轨道半径.火星的轨道半径大于地球的轨道半径,
通过T的表达式发现火星与地球公转周期之比为
故答案为:0.4,.
人类发射的空间探测器进入某行星的引力范围后,绕该行星做匀速圆周运动.已知该行星的半径为R,探测器运行轨道在其表面上空高h处,运行周期为T.求该行星的质量M和它的平均密度ρ.
正确答案
解:空间探测器绕该行星做匀速圆周运动,行星的万有引力提供向心力,由万有引力定律和牛顿第二定律得:=
解得求该行星的质量M=
行星的体积V=πR3,又∵ρ=
联立以上三式解得行星的平均密度ρ=
答:该行星的质量,它的平均密度
解析
解:空间探测器绕该行星做匀速圆周运动,行星的万有引力提供向心力,由万有引力定律和牛顿第二定律得:=
解得求该行星的质量M=
行星的体积V=πR3,又∵ρ=
联立以上三式解得行星的平均密度ρ=
答:该行星的质量,它的平均密度
一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在该行星上.飞船上备有以下实验器材:A.精确秒表一只;B.已知质量为m的物体一个;C.弹簧测力计一个;D.天平一台(附砝码).
已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次测量,依据测量数据,可求出该行星的半径R及星球质量M(已知引力常量为G).
(1)两次测量所选用的器材分别为______,______(用序号表示);
(2)两次测量的物理量分别是______,______;
(3)用该数据写出半径R、质量M的表达式:R=______,M=______.
正确答案
A
BC
周期T
物体的重力F
解析
解:(1)在地球表面上,重力等于万有引力
F=mg=G
对于在轨道飞船,万有引力等于向心力,则有
GR=F
得:
而
M==
因而需要用计时表测量周期T,用弹簧秤测量物体的重力F;
故答案为:(1)A;BC
(2)周期T;物体的重力F
(3),
扫码查看完整答案与解析