1、填空题 已知地球半径为R,质量为M,自转周期为T,引力常量为G一个质量为m的物体放在赤道处的水平地面上,则物体受到的万有引力F=______,它跟随地球自转需要的向心力为______,它的重力G′=______.
参考答案:根据万有引力定律的计算公式,得物体受到的万有引力:F=GMmR2.
由于知道了周期,所以它跟随地球自转需要的向心力:F向=m(2πT)2R=4π2mRT2
物体放在赤道处的水平地面上随地球一起做圆周运动所需要的向心力由万有引力的一个分力提供的,另一个分力为重力,即F=G′+F向,
所以物体的重力等于万有引力减去向心力,即:G′=F-F向=GMmR2-4π2mRT2.
故答案为:GMmR2,4π2mRT2,GMmR2-4π2mRT2.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 太阳系中的第二大行星——土星的卫星很多,目前已发现数十颗。其中土卫五和土卫六绕土星的运动可视为圆运动,下表是有关土卫五和土卫六两颗卫星的一些信息,则下列判断正确的是
卫星
| 与土星距离/km
| 半径/km
| 质量/kg
| 发现者
| 发现年份
|
土卫五
| 527 000
| 765
| 2.49×1021
| 卡西尼
| 1672
|
土卫六
| 1 222 000
| 2 575
| 1.35×1023
| 惠更斯
| 1655
|
?
A.土卫六绕土星运动的周期比土卫五绕土星运动的周期小
B.土卫六环绕土星运动的向心加速度比土卫五绕土星运动的加速度小
C.土卫六表面的重力加速度比土卫五表面的重力加速度大
D.土卫六绕土星运动的线速度比土卫五绕土星运动的线速度大
参考答案:BC
本题解析:根据万有引力提供向心力
可知
,
,
。通过数据可知,由于土卫五的轨道半径小于土卫六,所以卫五的周期小于卫六,A错;由于土卫五的轨道半径小于土卫六,所以卫五的向心加速度、线速度大于卫六,所以B对,D错。
从表格数据可知土卫六表面的重力加速度比土卫五表面的重力加速度大,C对
点评:此类题型考察了万有引力提供向心力,通过相关公式推导常见的物理量。
本题难度:简单
3、选择题 两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动,周期之比为T1:T2=8:1,则它们的轨道半径之比和运行速率之比分别为(? ).
A.R1:R2=4:1,v1:v2=1:2? B.R1:R2=1:4, v1:v2=2:l
C.R1:R2=1:4,v1:v2=1:2?D.R1:R2=4:1,v1:v2=2:1
参考答案:A
本题解析:根据万有引力提供向心力
解得:
,?
因为
。所以
,
故选A.
点评:本题关键抓住万有引力提供向心力,列式求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式,再进行讨论.
本题难度:一般
4、选择题 牛顿在思考:拉着苹果下落的力,拉住月球绕地球运动的力,众行星与太阳间的作用力,也许真的是同一种力,这一思维过程是一次认识的飞跃,这种认识的飞跃孕育了许多科学发现,这种认识的飞跃一般被称之为
[? ]
A.合理外推?
B.演绎推广?
C.科学猜想?
D.推理判断
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题
如图所示,一斜劈被两个小桩A、B固定在光滑的水平地面上,斜劈上放有一物体.下列判断正确的是
A.若物体静止在斜面上,则小桩B受到挤压
B.若物体匀速下滑,则小桩A、B都不受挤压
C.若物体加速下滑,则小桩A受到挤压
D.若物体减速下滑,则小桩A受到挤压
参考答案:BD
本题解析:分析:解本题时应对整体进行分析,根据系统牛顿第二定律来求解,否则,若用隔离法分析很麻烦.
解答:将物体和斜面看做一个整体系统进行分析:
A、若物体静止,则系统所受合力为零,即A、B均不受挤压,故A错误;
B、若物体匀速下滑,则系统所示合力仍为零,即A、B均不受挤压,故B正确;
C、若物体加速下滑,设加速度大小为a,在水平方向的加速度为ax,且 ax=acosθ,对系统应用牛顿第二定律,水平方应有F=max=macosθ,方向向左,即B应受到挤压,故C错误;
D、若减速下滑,则加速度方向沿斜面向上,在水平方向的分加速度为ax=acosθ,方向向右,再对系统应用牛顿第二定律,水平方向应有F=max=macosθ,即小桩A应对斜面产生向右的挤压力,则A受到挤压,故D正确.
故选BD.
点评:本题是加速度不同的连接体问题,目前不少省份考试说明中已经明确提出不考虑加速度不同的连接体问题,较难.
本题难度:困难