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1、选择题 若已知某行星绕太阳公转的轨道半径为R,公转周期为T,万有引力常量为G,则由此可求出( ).
A.某行星的质量
B.太阳的质量
C.某行星的密度
D.太阳的密度
参考答案:B
本题解析:根据万有引力提供向心力,列出等式只能求出中心体的质量.故A错误.研究卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式:
得:
,故B正确;
不知道太阳和行星的体积,所以不能求出太阳和行星的密度.故CD错误.
故选B.
点评:根据万有引力提供向心力,列出等式只能求出中心体的质量.要求出行星的质量,我们可以在行星周围找一颗卫星研究,即把行星当成中心体.
本题难度:一般
2、选择题 2006年2月10日,中国航天局确定中国月球探测工程形象标志,它以中国书法的笔触,抽象地勾勒出一轮明月,一双脚印踏在其上,象征着月球探测的终极梦想.假想人类不断向月球“移民”,经过较长时间后,月球和地球仍可视为均匀球体,地球的总质量仍大于月球的总质量,月球仍按原轨道运行,以下说法不正确的是( )
A.月地之间的万有引力将变小
B.月球绕地球运动的周期将变大
C.月球绕地球运动的向心加速度将变小
D.月球表面的重力加速度将变大
参考答案:A、设月球质量为m,地球质量为M,月球与地球之间的距离为r,根据万有引力定律得:
地球与月球间的万有引力F=GMmr2,
假想人类不断向月球“移民”,经过较长时间后,所以m增大,M减小.
由数学知识可知,当m与M相接近时,它们之间的万有引力较大,当它们的质量之差逐渐减小时,m与M的乘积将增大,它们之间的万有引力值将增大,故A错误.
B、假想人类不断向月球“移民”,经过较长时间后,月球和地球仍可视为均匀球体,根据万有引力提供向心力得:
GMmr2=m?4π2rT2=ma
T=2π
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 某一行星有一质量为m的卫星,以半径r,周期T做匀速圆周运动,求:
(1)行星的质量;
(2)卫星的加速度;
(3)若测得行星的半径恰好是卫星运行半径的
,则行星表面的重力加速度是多少?
参考答案:(1)设行星的质量为M,由行星对卫星的万有引力提供向心力得
GMmr2=m4π2T2r=ma①
解之得
M=4π2r3GT2
(2)由①式得到卫星的加速度
a=4π2rT2
(3)设行星表面的重力加速度为g,行星半径为R,则行星表面物体的重力等于行星对物体的万有引力,即
GMm′R2?=m′g
由题意
R=0.1r
由以上得
g=400π2rT2
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 2012年7月26日,一个国际研究小组借助于智利的甚大望远镜,观测到了一组双星系统,它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动,如图所示.此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质,达到质量转移的目的,假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变,则在最初演变的过程中( )
A.它们做圆周运动的万有引力保持不变
B.它们做圆周运动的角速度不变
C.体积较大星体圆周运动轨迹半径变大,线速度也变大
D.体积较大星体圆周运动轨迹半径变大,线速度变小