球多少圈?(地球半径R=6.37?106m,重力加速度g=9.8m/s2)
9、两颗小行星都绕太阳做圆周运动,它们的周期分别是T和3T,则( )
A、它们绕太阳运转的轨道半径之比是1:3 B、它们绕太阳运转的轨道半径之比是1:39 C、它们绕太阳运转的速度之比是:1:4 D、它们受太阳的引力之比是9:7 10、关于环绕地球运转的人造地球卫星,有如下几种说法,其中正确的是 ( A ) A. 轨道半径越大,速度越小,周期越长 B. 轨道半径越大,速度越大,周期越短 C. 轨道半径越大,速度越大,周期越长 D. 轨道半径越小,速度越小,周期越长
:4的人造地球卫星,只在万有引力的作用之下,环绕地球运转。如果它们的轨道半径之 11、两颗质量之比m1:m2?11,那么它们的动能之比Ek1:Ek2为 比r1:r2?2:
A. 8:1
B. 1:8
C. 2:1
( B ) D. 1:2
12、(09·重庆·17)据报道,“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道距月球表面分别约为200Km和100Km,运动速率分别为v1和v2,那么v1和v2的比值为(月球半径取1700Km) ( C )
A.
19181918 B. C, D. 1819 181913、两行星的质量分别为m1和m2,绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2,若它们只要万有引力作用,那么这两个行星的向心加速度之比 ( )
mrr22m1r2A.1 B. C.2 D.21m1r2 m2r1r1
14、两颗人造卫星A、B的质量之比mA∶mB=1∶2,轨道半径之比rA∶rB=1∶3,某一时刻它们的连线通过地心,则
此时它们的线速度之比vA∶vB= ,向心加速度之比aA∶aB= ,向心力之比FA∶FB= 。 11.3:1;9:1;9:2
15、有质量相等的两个人造地球卫星A和B,分别在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动.两卫星的轨道半径分别为rA和rB,且rA>rB.则A和B
A.卫星A B.卫星A受到的地球引力较大
C.卫星A D.卫星A
16、设想人类开发月球,不断把月球上的矿藏搬运到地球上,假定经过长时间开采后,地球仍可看做是均匀的球体,月球仍沿开采前的圆周轨道运动. C.
A.地球与月球的万有引力将变大 B.
D.
17、两个行星各有一个卫星绕其表面运行,已知两个卫星的周期之比为1∶2,两行星半径之比为2∶1 ①两行星密度之比为4∶1 ②两行星质量之比为16∶1 ③两行星表面处重力加速度之比为8∶1 ④两卫星的速率之比为4∶1
A.①②
四、万有引力和重力
B.①②③
C.②③④
D.①③④
一般的星球都在不停地自转,星球表面的物体随星球自转需要向心力,因此星球表面上的物体所受的万有引力有两个作用效果:一个是重力,一个是向心力。星球表面的物体所受的万有引力的一个分力是重力,另一个分力是使该物体随星球自转所需的向心力。通常的计算中因重力和万有引力相差不大,而认为两者相等,即m2g
mm=G122, g=GM/r2常用来计算星球表面重力加速度的大小,在地球的同一纬度处,g随物体离地面高
r度的增大而减小,即gh=GM/(r+h)2,
【例题分析】
1、已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,若高空中某处的重力加速度为2g,则该处距地面球表面的高度为( A ) A.(2—1)R
B.R C.
12R D.2 R
2、一个行星,其半径比地球的半径大2倍,质量是地球的25倍,则它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的( C ) A.6倍 B.4倍 C.25/9倍 D.12倍 3、物体在月球表面的重力加速度是在地球表面的重力加速度的1/6,这说明了( ) A.地球的半径是月球半径的6倍 B.地球的质量是月球质量的6倍
C.月球吸引地球的力是地球吸引月球的力的1/6 D.物体在月球表面的重力是其在地球表面的重力的1/6
4、月球的质量约为地球的1/81,半径约为地球半径的1/4,地球上第一宇宙速度约为7.9km/s,则月球上第一宇宙速度月为多少?
【提高练习】
5、设地球的质量为M,地球半径为R,月球绕地球运转的轨道半径为r,试证在地球引力的作用下:(1)地面上物
体的重力加速度g?GM;(2)月球绕地球运转的加速度a?GM。 22rR
(1)利用在地球表面重力近似等于万有引力,即mg?GMmGM,∴ g?22RRMmGM(2)利用万有引力提供向心力,即G2?ma,∴a?2
rr
6、飞船以a=g/2的加速度匀加速上升,由于超重现象,用弹簧秤测得质量为10 kg的物体重量为75 N.由此可知,飞船所处位置距地面高度为多大?(地球半径为6400 km, g=10 m/s)
13.解析:该题应用第二定律和万有引力的知识来求解,设物体所在位置高度为h,重力加速度为g′,物体在地球表面重力加速度为g,则 F-mg′=ma 2
①
M2 g′=G(R?h) M2 g=GR 由①式得:
③
②
7.5gggF g′=m-a=10-2=4
由②、③得:
g'R21??(R?h)24 g 所以h=R=6400 km.
答案:6400 km
7、如图所示,宇航员站在某星球表面一斜面上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落到斜面上另一点Q,斜面的倾角为a,已知该星球的半径为R,求:
(1)该星球表面的重力加速度g (2)该星球的第一宇宙速度v
14.已知地球半径是月球半径的3.7倍,地球质量是月球质量的81倍,试求月球表面的重力加速度是多少?一个举重运动员在地面上能举起质量为m的物体,如果他到月球表面,能举起质量是多少的物体?
14.解析:依据“地球表面物体所受万有引力等于其重力”求得重力加速度表达式,由于运动员举力一定,则被举起重
物重力相同,由于重力加速度不同,则举起的物体质量不同. 在地球表面重力加速度g?GM地R地2,在月球表面重力加速度为g'?GM月R月2g'M月R地??,所以=0.169,所以2gM地R月2g′=0.169×9.8 m/s2=1.66 m/s2.举重运动员的“举力”F是一定的.在地球表面上,F=mg,在月球表面上F=m′g′,所以m′=
g'm=5.92m. g
15.宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一小球.经过时间t,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L.若抛出时的初速增大到2倍,则抛出点与落地点之间的距离为3L.已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R,万有引力常量为G,求该星球的质量M.
15.解析:不妨采取逆向思维的方法寻找思路,借助平抛运动规律列式求得重力加速度,进而求取星球的质量. 如右图所示,设抛出点的高度为h,第一次抛时设平抛的水平射程为x,则有
x2+h2=L2 ①
当抛出的初速度增大到原来的2倍时,则水平射程应增大到2x,可得(2x)2+h2=(3L)2 ②
由①②解得:h=
3L 312 gt③ 2设该星球表面重力加速度为g,由平抛规律可得h=又因为
GMm?mg ④ 2R23LR2由③④得M=. 23Gt
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