1、选择题 宇航员在地球表面上滑得一单摆的振动周期为2s,若他将这一单摆带到某星球表面上,测得其振动周期为4s,忽略空气阻力,已知该星球的半径与地球半径之比为R星:R地=1:4,设地球表面重力加速度为g,星球表面的重力加速度为g",地球质量为M地,星球质量为M星,则( )
A.g":g=1:2
B.g":g=4:1
C.M星:M地=1:16
D.M星:M地=1:64
参考答案:由单摆的周期公式:T=2π
本题解析:
本题难度:简单
2、简答题 英国某媒体推测:在2020年之前人类有望登上火星,而登上火星的第一人很可能是中国人.假如你有幸成为人类登陆火星的第一人,乘坐我国自行研制的代表世界领先水平的神舟x号宇宙飞船,通过长途旅行终于亲眼目睹了美丽的火星.为了熟悉火星的环境,你乘坐的x号宇宙飞船绕火星做匀速圆周运动,离火星表面高度为H,飞行了n圈,测得所用的时间为t,已知火星半径R,试求火星表面重力加速度g.
参考答案:根据万有引力提供向心力,有GMm(R+H)2=m(R+H)(2πT)2? ①
? T=tn? ②
根据万有引力等于重力,有GMmR2=mg? ③
联立①②③得,g=4n2π2(R+H)3R2t2
故火星表面的重力加速度g=4n2π2(R+H)3R2t2.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 两颗靠的较近的天体称为双星,它们以两者的连线上某点为圆心做匀速圆周运动,而不会由于万有引力作用,使它们吸在一起(不考虑其他天体对它们的影响),已知两天体质量分别为m1和m2,相距为L,求它们运转的角速度
。
参考答案:ω=√G(m1+m2)/L3
本题解析:他们之间的相互作用力充当向心力,所以有:m1ω2r1=Gm1m2/L2(1)
m2ω2r2=Gm1m2/L2(2)
r1+r2= L(3)
联立三式可得ω=√G(m1+m2)/L3
点评:“双星”是万有引力部分常见的题型,关键抓住“双星”的条件:角速度相同、周期相同,采用隔离法由牛顿第二定律研究.
本题难度:一般
4、选择题 双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动.研究发现,双星系统演化过程中,两星的总质量、距离和周期均可能发生变化.若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后,两星总质量变为原来的k倍,两星之间的距离变为原来的n倍,DC运动的周期为( )
A.
T B.T C.T D.T
参考答案:设m1的轨道半径为R1,m2的轨道半径为R2.两星之间的距离为l. 由于它们之间的距离恒定,因此双星在空间的绕向一定相同,同时角速度和周期也都相同.由向心力公式可得: 对m1:Gm1m2l2=m14π2R1T2① 对m2:Gm1m2l2=m24π2R2T2② 又因为R1十R2=l,m1+m2=M 由①②式可得 T2=4π2l3G(m1+m2)=4π2l3GM 所以当两星总质量变为KM,两星之间的距离变为原来的n倍, 圆周运动的周期平方为 T′2=4π2(nl)3G(m1′+m2′)=4π2n3l3GkM=n3kT2 即T′=
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 已知月球的质量是7.3×1022kg,半径是1.7×103km,月球表面的自由落体加速度有多大?(G=6.67×10-11N?m2/kg2)
参考答案:设月球的质量为M,某物体的质量为m,月球的半径为R. ? 则根据重力等于万有引力得 ? GMmR2=mg ? 得到g=GMR2=1.68m/s2 答:月球表面的自由落体加速度为1.68m/s2.
本题解析:
本题难度:一般
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