1、计算题 “神舟”七号载人飞船发射升空,然后经飞船与火箭分离准确入轨,进入椭圆轨道,再经实施变轨进入圆形轨道绕地球飞行.飞船在离地面高度为h的圆形轨道上,飞行n圈,所用时间为t.已知地球半径为R,引力常量为G,地球表面的重力加速度为g. 求地球的质量和平均密度.
参考答案:
本题解析:解:设飞船的质量为m,地球的质量为M,在圆轨道上运行周期为T,飞船绕地球做匀速圆周运动,由万有引力定律和牛顿第二定律得G
=m(R+h)
? (3分)
由题意得T=
? (1分)
解得地球的质量M=
? (2分)
又地球体积
? (2分)
所以,地球的平均密度ρ=
=
?(2分)
本题考查的是天体运动规律,根据公式
,计算时一定注意半径的大小,
本题难度:简单
2、简答题 已知地球绕太阳公转的轨道半径为r,周期为t,哈雷彗星绕太阳转动一周的时间为T.设哈雷彗星的彗核到太阳的最近距离为R1,求它到太阳的最远距离R2.若T=76t,并设R1=
r,则R2的具体估算结果是多少?(用地球公转轨道半径r表示)
参考答案:R2≈35.5r
本题解析:哈雷彗星(椭圆轨道)和地球(圆轨道)都绕日运行,根据开普勒第三定律有:
=
得
=(
)
r
所以R2=2(
)
r-R1
将T=76t、R1=
r代入后,可得R2≈35.5r.
本题难度:一般
3、选择题 宇宙中有一双星系统远离其他天体,各以一定的速率绕两星连线上的一点做圆周运动,两星与圆心的距离分别为R1和R2 且R1不等于R2,那么下列说法中正确的是:(?)
A.这两颗星的质量必相等
B.这两颗星的速率大小必相等
C.这两颗星的周期必相同
D.这两颗星的速率之比为
参考答案:C
本题解析:双星靠相互间的万有引力提供向心力,具有相同的角速度,质量不一定相等,A错误,根据公式
可得角速度相等,半径不同,即两星的速率不一定相等,
,BD错误,根据公式
可得,两星的周期相等,C正确,
点评:解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力,具有相同的角速度.以及会用万有引力提供向心力进行求解.
本题难度:简单
4、选择题 荡秋千是大家喜爱的一项体育活动,随着科技的发展,将来有一天,同学们也许会在其它星球上享受荡秋千的乐趣.假设你当时所在星球的质量与地球质量之比为1∶80,半径为1∶4.可将人看成质点,摆角小于90°,若经过最低位置的速度为4 m/s,你能上升的最大高度是( )
A.0.8 m
B.4 m
C.2 m
D.1.6 m
参考答案:B
本题解析:由黄金代换式
,可得星球表面的重力加速度:
,由机械能守恒定律得:
,B正确.
故选B
点评:把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题.重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量.
本题难度:一般
5、选择题 以下说法正确的是( ? )
A.万有引力定律只适用于天体之间的相互作用
B.牛顿测出了引力常量的数值
C.太阳对地球的引力大于地球对太阳的引力
D.万有引力定律把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来
参考答案:D
本题解析:
本题难度:简单