1、简答题 荡秋千是大家喜爱的一项体育活动.随着科技的迅速发展,将来的某一天,同学们也许会在其它是星球上享受荡秋千的乐趣.假设你所在某星球的质量是M,半径为R,C万有引力常量为G;秋千质量不计,摆动过程中阻力不计,摆角小于90°,人的质量为m,那么:
(1)该星球表面附近的重力加速度g星等于多少?
(2)若最大摆角为θ,求摆到最低点时踏板对人的支持力?
参考答案:(1)据在星球表面附近的重力等于万有引力,有mg星=GMmR2
解得?g星=GMR2
(2)摆动到最低点时,人对秋千踏板的压力最大.
由最高点运动到最低点时,据机械能守恒有?mg星l(1-cosθ)=12mv2
在最低点,据牛顿第二定律,有
N-mg星=mv2l?
解得N=GMm(3-2cosθ)R2
答:(1)该星球表面附近的重力加速度g星等于GMR2;
(2)摆到最低点时踏板对人的支持力为GMm(3-2cosθ)R2.
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 两颗星在相互引力的作用下绕同一中心做匀速圆周运动,这两颗星称为“双星”。已知两颗星的质量分别为m1、m2,两星之间的距离为L,万有引力恒量G,则这两颗星做匀速圆周运动的半径r1= ______? r2= _______?这两颗星间的万有引力对这两颗星______(填“做”或“不做”)功
参考答案:
本题解析:根据万有引力提供向心力可得
,且
,联立可得
,
,这两颗星间的万有引力始终与星体运动方向垂直,所以万有引力对这两颗星不做功
故答案为:
,
,不做
本题难度:简单
3、填空题 两颗行星都绕太阳做匀速圆周运动,它们的质量之比为m1:m2=p,轨道半径之比为r1:r2=q,则它们受到太阳的引力之比F1:F2=______.
参考答案:它们受到太阳的引力之比F1F2=GMm1r21GMm2r22=m1r22m2r21=pq2;
故答案为:pq2.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 一艘宇宙飞船在一个星球表面附近,沿着圆形轨道,环绕该星球作近地飞行.若要估测该星球的平均密度,则该宇航员只需要测定的一个参量是( )
A.行星的自转周期
B.行星的质量
C.飞船的环绕周期
D.飞船的环绕速度
参考答案:根据GMmR2=mR4π2T2,M=4π2R3GT2,星球的体积V=4πR33.密度ρ=MV=3πGT2.知,只要测出飞船的环绕周期,即可测出星球的密度.故A、B、D错误,C正确.
故选C.
本题解析:
本题难度:一般
5、实验题 、一探月卫星在地月转移轨道上运行,某一时刻正好处于地心和月心的连线上,卫星在此处所受地球引力与月球引力之比为4∶1.已知地球与月球的质量之比约为81∶1,则该处到地心与到月心的距离之比约为?.
参考答案:9 : 2
本题解析:由万有引力定律,卫星受到地球和月球的万有引力分别为F地 = G,F月 = G,代入题目给定的数据可得R地 : R月="9" : 2 。
本题难度:一般
The most difficult thing in life is to know yourself. 人生最难是自知.