物理万有引力与航天练习题20篇含解析.docx
《物理万有引力与航天练习题20篇含解析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物理万有引力与航天练习题20篇含解析.docx(9页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、【物理】物理万有引力与航天练习题20 篇含解析一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1a、 b 两颗卫星均在赤道正上方绕地球做匀速圆周运动,a 为近地卫星,b 卫星离地面高度为 3R,己知地球半径为R,表面的重力加速度为g,试求:( 1) a、 b 两颗卫星周期分别是多少?( 2) a、 b 两颗卫星速度之比是多少?( 3)若某吋刻两卫星正好同时通过赤道同 -点的正上方,则至少经过多长时间两卫星相距最远?【答案】 (1) 2R , 16R ( 2)速度之比为2 ;8Rgg7g【解析】【分析】根据近地卫星重力等于万有引力求得地球质量,然后根据万有引力做向心力求得运动周期;卫星做匀速圆周运动,根据
2、万有引力做向心力求得两颗卫星速度之比;由根据相距最远时相差半个圆周求解;解:( 1)卫星做匀速圆周运动,F引F向 ,对地面上的物体由黄金代换式G MmmgR2GMm4 2a 卫星R2m Ta2 R解得 Ta2Rgb 卫星 GMmm 4 24R(4 R)2Tb2解得 Tb16Rg(2)卫星做匀速圆周运动,F引F向 ,GMmmva2a 卫星R2R解得 vaGMRb 卫星 b 卫星 G Mmm v2(4 R)24R解得 v bGM4RVa2所以Vb2 2( 3)最远的条件 Ta Tb解得 t8R7g2 人类第一次登上月球时,宇航员在月球表面做了一个实验:将一片羽毛和一个铁锤从同一个高度由静止同时释放
3、,二者几乎同时落地若羽毛和铁锤是从高度为h 处下落,经时间 t 落到月球表面已知引力常量为G,月球的半径为R(1)求月球表面的自由落体加速度大小g 月;(2)若不考虑月球自转的影响,求月球的质量M 和月球的 “第一宇宙速度 ”大小 v【答案】( 12h(2) M2hR2;2hR) g月2Gt2vtt【解析】【分析】( 1)根据自由落体的位移时间规律可以直接求出月球表面的重力加速度;( 2)根据月球表面重力和万有引力相等,利用求出的重力加速度和月球半径可以求出月球的质量 M; 飞行器近月飞行时,飞行器所受月球万有引力提供月球的向心力,从而求出“第一宇宙速度”大小【详解】(1)月球表面附近的物体做
4、自由落体运动h 1g 月 t 22月球表面的自由落体加速度大小g 月 2ht 2(2)若不考虑月球自转的影响G Mm2mg 月R月球的质量 M 2hR2Gt 2质量为 m 的飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动mgv2月 mR2hR月球的 “第一宇宙速度 ”大小 vg月R【点睛】结合自由落体运动规律求月球表面的重力加速度,根据万有引力与重力相等和万有引力提供圆周运动向心力求解中心天体质量和近月飞行的速度v3 宇航员在某星球表面以初速度2.0m/s 水平抛出一小球,通过传感器得到如图所示的运动轨迹,图中O 为抛出点。若该星球半径为4000km 112,引力常量 G=6.67 10N?m ?k
5、g2试求:(1)该行星表面处的重力加速度的大小g 行 ;(2)该行星的第一宇宙速度的大小v;(3)该行星的质量M 的大小(保留1 位有效数字)。224【答案】 (1)4m/s (2)4km/s(3)1kg10【解析】【详解】(1)由平抛运动的分位移公式,有:x=v0t1y=g 行 t 22联立解得:t=1sg 行 =4m/s2;(2)第一宇宙速度是近地卫星的运行速度,在星球表面重力与万有引力相等,据万有引力提供向心力有:mMv2G mg行 mR2R可得第一宇宙速度为:vg行 R44000103 m/s4.0km/s(3)据mMG R2 mg行可得:232g行 R4 (4000 10 )kg 1
6、 1024 kgMG6.67 10 114 某双星系统中两个星体A、 B 的质量都是m,且 A、 B 相距 L,它们正围绕两者连线上的某一点做匀速圆周运动实际观测该系统的周期T 要小于按照力学理论计算出的周期理论值 T0,且k () ,于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的星体C 的影响 ,并认为 C 位于双星 A、 B 的连线中点 求:(1)两个星体 A、 B 组成的双星系统周期理论值;(2)星体 C 的质量【答案】( 1);( 2)【解析】【详解】(1) 两星的角速度相同 ,根据万有引力充当向心力知 :可得:两星绕连线的中点转动,则解得:(2) 因为C 的存在,双星的向心力由两个力的合力提
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 物理 万有引力 航天 练习题 20 解析
链接地址:https://www.31doc.com/p-8701060.html