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1、填空题 A和B为两颗相距甚远的行星,靠近A、B表面各有一颗做圆周运动的卫星a和b,测得卫星a绕行星A的周期为TA,卫星b绕行星B的周期为TB,则两颗行星密度之比ρA:ρB=______.
参考答案:根据GMmR2=mR(2πT)2,解得M=4π2R3GT2.
则密度ρ=MV=4π2R3GT243πR3=3πGT2.
所以ρAρB=TB2TA2.
故答案为:TB2:TA2
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 为了探测某星球,宇航员乘飞船沿该星球的近地圆形轨道(可以认为飞船运行半径等于星球半径)绕该星球运行一周,所用时间为T.降落至该星球后,又做了如下两个实验:
实验1:将一质量为m的小球挂在弹簧秤下,静止时读数为F;
实验2:将该小球以一定初速度竖直上抛,经过时间t小球落回原处;
若不考虑该星球的自转,请回答下列问题:
(1)由实验1所给物理量,求出该星球表面的重力加速度g;
(2)求实验2中竖直上抛小球的初速度V0;
(3)若万有引力常量为G,求该星球的半径R和质量M.
参考答案:(1)由F=mg得该星球表面的重力加速度g=Fm
(2)小球上升时间和下落时间相等,均为t2,
则:v0=gt2=Ft2m
(3)在该星球表面,物体重力等于它所受万有引力,有:mg=GmMR2
设飞船的质量为m",飞船绕行时,飞船所受万有引力提供向心力,则:Gm′MR2═m′(2πT)2R
解得:R═FT24π2m
M=FR2mG=F3T416π4Gm3
答:(1)该星球表面的重力加速度g为Fm;(2)竖直上抛小球的初速度为Ft2m;(3)该星球的半径R为FT24π2m,质量M为M=F3T416π4Gm3.
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 宇航员驾驶一飞船在靠近某行星表面附近的圆形轨道上运行,已知飞船运行的周期为T,行星的平均密度为ρ.试证明ρT2=k(万有引力恒量G为已知,k是恒量)
参考答案:证明:设行星半径为R、质量为M,飞船在靠近行星表面附近的轨道上运行时,有
GMmR2=m4π2T2R
即M=4π2R3GT2?①
又行星密度ρ=MV=M43πR3②
将①代入②得?ρT2=3πG=k证毕
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 某天体半径是地球半径的K倍,密度是地球的P倍,则该天体表面的重力加速度是地球表面重力加速度的
[? ]
A.
倍?
B.
倍?
C.KP倍?
D.
倍
参考答案:C
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,该系统将由35颗卫星组成,卫星的轨道有三种:地球同步轨道、中地球轨道和倾斜轨道。其中,同步轨道半径大约是中轨道半径的1.5倍,那么同步卫星与中轨道卫星的周期之比约为
A.
B.
C.
D.