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1、选择题 课堂上老师给同学们布置了这样一个题目:假设地球是一半径为R,质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。求矿井底部和地球表面处的重力加速度大小之比。李明同学的思考过程如下: 由等式GM=gR2(G为引力常量,M为地球质量,R为地球半径,g为地球表面处的重力加速度)变形后得到
,则矿井底部的重力加速度g′与地球表面处的重力加速度g大小之比
。下列说法中正确的是
A.李明的答案是正确的
B.李明的答案是错误的,因为等式GM=gR2不成立
C.李明的答案是错误的,因为本题不能用等式GM=gR2求解
D.李明的答案是错误的,本题虽然能用等式GM=gR2求解,但他分析问题时出现错误
参考答案:D
本题解析:设地球的密度为ρ,则在地球表面,重力和地球的万有引力大小相等,有:g=G
,由于地球的质量为:M=
?则地球表面的重力加速度:g=G
,根据题意有,质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,在深度为d的井底,受到地球的万有引力即为半径等于(R-d)的球体在其表面产生的万有引力,故井底的重力加速度g=G
,所以
,所以D正确。
本题难度:一般
2、填空题 卡文迪许把他自己的实验说成是“称地球的重量”(严格地说应是“测量地球的质量”)。如果已知引力常量G、地球半径R和重力加速度g,那么我们就可以计算出地球的质量M=?;如果已知某行星绕太阳运行所需的向心力是由太阳对该行星的万有引力提供的,该行星做匀速圆周运动,只要测出?和?就可以计算出太阳的质量。
参考答案:
;?行星的公转周期T;?行星距太阳的距离r
本题解析:在地球表面
?,环绕太阳运行的行星
,由此可知只要测出行星的公转周期T和行星距太阳的距离r就可以计算出太阳的质量
点评:本题难度较小,在星球表面重力与万有引力相等,这是常用于测量星球质量或表面加速度的方法
本题难度:一般
3、选择题 在物理学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家作出了贡献。关于科学家和他们的贡献,下列说法中正确的是?
[? ]
A.牛顿进行了“月-地检验”,说明天上和地下的物体都遵从万有引力定律 ?
B.哥白尼提出日心说并发现了行星沿椭圆轨道运动的规律 ?
C.伽利略不畏权威,通过“理想斜面实验”,科学地推理出“力不是维持物体运动的原因”?
D.楞次发现了电磁感应现象,使人类从蒸气时代步入了电气化时代
参考答案:AC
本题解析:
本题难度:简单
4、简答题 “嫦娥奔月”工程中我国发射的“嫦娥一号”卫星成功进入近月轨道.已知此卫星绕月球飞行一圈的时间为t.试据此求出月球的平均密度.(引力常量G已知)
参考答案:设月球质量为M,半径为R,卫星的质量为m,周期为t,
月球给卫星的万有引力充当卫星运动的向心力,即:
GMmR2=m(2πt)2R
而ρ=M4π3R3
联解得:ρ=3πGt2
答:月球的平均密度为3πGt2
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 若某行星半径是R,平均密度是
,已知引力常量是G,那么在该行星表面附近做圆周运动的人造卫星的线速度大小是?
参考答案:
本题解析:分析:根据万有引力提供向心力,可以列式求出行星的质量,进一步求密度,根据表达式化简即可求出线速度.
解答:解:飞船绕某一行星表面做匀速圆周运动,万有引力等于向心力:F引=F向
=m
,解得行星质量,M=
由于M=ρV,而V=
πR3,所以有:
=ρ
πR3
解得:v=
故本题答案为:
点评:本题考查根据万有引力提供向心力,列式求出行星的质量,进一步求线速度大小.属于中档题.
本题难度:简单