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1、实验题 已知地球半径约为6.4×106m,又知月球绕地球的运动可近似看作圆周运动,则可估算出月球到地心的距离约为?m。(结果只保留一位有效数字)
参考答案:r=4×108m
本题解析:本题的已知量只有地球的半径,要顺利求解,必须进一步挖掘隐含条件。此题的隐含条件就隐含在生活常识中,即月球绕地球运动的周期T和地球表面上的重力加速度g。
地球对月球的万有引力是月球绕地球运转的向心力,GMm月/r2=mr4π2/T2,T=27×24×3600s,又物体在地球表面的重力等于地球对物体的引力,GMm物/R2=mg,式中R是地球半径,由以上两式解得r=4×108m。
本题难度:简单
2、选择题 已知万有引力常量为G,根据下列给出的条件,能够得出地球质量的是(?)
A.已知地球距太阳中心距离
和地球绕太阳运动的公转周期
B.已知地球表面重力加速度
及地球半径
C.已知月球距地球中心距离
和月球绕地球运动的公转周期
D.已知月球表面重力加速度
及月球半径
参考答案:BC
本题解析:根据万有引力提供向心力只能求出中心天体的质量,AD错;若已知月球距地球中心距离
和月球绕地球运动的公转周期
,则
可求得地球质量,根据黄金代换
可求得地球质量,BC对;
本题难度:简单
3、计算题 两颗人造地球卫星,都在圆形轨道上运行,质量之比为mA∶mB=1∶2,,轨道半径之比rA∶rB=1:2,求它们的
(1)线速度之比vA∶vB? (2)角速度之比
A:
B
(3)周期之比TA∶TB? (4)向心加速度之比aA∶aB
参考答案:
、
、
、
本题解析::(1)根据公式
,
,线速度之比vA∶vB=
;
(2)根据公式
,
,角速度之比
A:
B=
;
(3)
,周期之比TA∶TB=
;
(4)
,向心加速度之比aA∶aB=
。
本题难度:一般
4、选择题 关于万有引力定律的数学表达式
,下列说法中正确的是
A.公式中G为引力常量,是人为规定的
B.r趋近零时,万有引力趋于无穷大
C.ml对m2的万有引力与 m2对ml的万有引力总是大小相等,与ml、m2的大小无关
D.ml对m2的万有引力与 m2对ml的万有引力总是大小相等,方向相反,是一对平衡力
参考答案:C
本题解析:万有引力定律内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比,数学表达式为
,公式中G为引力常量,由卡文迪许通过实验测得,故A错误;当两个物体间的距离趋近零时,两个物体就不能视为质点了,万有引力公式不再适用,故B错误;ml对m2的万有引力与 m2对ml的万有引力属于相互作用力,由牛顿第三定律知,它们总是大小相等方向相反,是一对作用力与反作用力,不是一对平衡力,与ml、m2的大小无关,但与它们质量的乘积有关,故C正确,D错误。所以选C。
本题难度:一般
5、计算题 在地球的圆轨道上运动的人造卫星,它到地球表面的距离等于地球半径R,设在地球表面的重力加速度为g,
求:(1)地球的第一宇宙速度
(2)卫星运动的周期
参考答案:(1)
;(2)
本题解析:
试题分析: 解:(1)以第一宇宙速度运行的卫星所受重力提供向心力,设其质量为m
?
解得
?
(2)卫星受到的万有引力提供圆周运动所需向心力,设其质量为
?
?
在地球表面:
?
联立解得:

本题难度:一般