- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
(B)“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星,它在距离月球表面高度为200km的圆形轨道上运行,运行周期为127分钟.已知引力常量G=6.67×10-11N•m2/kg2,月球的半径为1.74×103km,利用以上数据估算月球的质量约为______kg,月球的第一宇宙速度约为______km/s.
正确答案
1、根据有引力提供嫦娥一号圆周运动的向心力有:G=m
r
得中心天体月球的质量M=r3
代入轨道半径r=R+h=1.74×103+200km=1.94×106m,周期T=127min=127×60s=7620s,引力常量G=6.67×10-11N•m2/kg2可得月球质量
M=7.4×1022kg
2、月球的第一宇宙速度为近月卫星运行的速度,根据万有引力提供向心力G=m
,
得v==
=1.68km/s
故答案为:7.4×1022;1.68.
(8分)我国发射的“嫦娥一号”卫星进入距月球表面高为h的圆轨道绕月运动。设月球半径约为地球半径的,月球质量约为地球质量的
,不考虑月球、地球自转的影响
,地球表面的重力加速度为g,地球半径为R。求:
(1)在月球上要发射一颗环月卫星,最小发射速度v0=?
(2)“嫦娥一号”卫星在距月球表面高为h的圆轨道上绕月做匀速圆周运动时的速度大小v1=?
正确答案
(1)
(2)
(1)设地球质量为M,月球的质量和半径分别为m、r,环月卫星质量为m0,已知,
,则
.............................(1分)
对地球表面质量为m1的物体,有 .................(1分)
解得
.......................(2分)
(2)设“嫦娥一号”卫星的质量为m2,则
.............................(2分)
解得 .............................(2分)
某卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为h,已知地球半径为R ,地球表面的重力加速度为g,求:
(1)卫星运动的线速度v
(2)卫星的运行周期T
正确答案
(1) (2分)
(2分) 解得
(1分)
(2)T=2π (3分) 解得T= 2π
(2分)
略
(12分)已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,某人造卫星绕地球做匀速圆周运动,卫星的质量为m,卫星绕地球运动的周期为T,根据以上条件求(用题中字母表示结果):
(1)该卫星绕地球做匀速圆周运动时离地球表面的高度;
(2)该卫星绕地球做匀速圆周运动时线速度的大小。
正确答案
(1)
(2)
(1)设地球的质量为M,卫星的质量为m,轨道半径为r,离地面高度为h
① ……………………………… 3分
② ……………………………… 3分
有上面两式,得: ………………………………1分
……………………………
… 2分
(2) ………………………………3分
若我们把地球绕太阳公转的周期与月球绕地球公转的周期之比设为p,地球绕太阳公转的半径与月球绕地球公转的半径之比设为q,由我们所学的物理知识可以得出太阳质量与地球质量之比M日/M地是 ______ 。
正确答案
由万有引力定律及牛顿运动定律,对地球有,
;同理得
,由此可得质量比。
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