一、選擇題
1.一飛船在某行星表面附近沿圓軌道繞該行星飛行.認(rèn)為行星是密度均勻的球體,要確定該行星的密度,只需要測量( )
A.飛船的軌道半徑
B.飛船的運(yùn)行速度
C.飛船的運(yùn)行周期
D.行星的質(zhì)量
2.在萬有引力常量G已知的情況下,若再知道下列哪些數(shù)據(jù),就可以計(jì)算出地球的質(zhì)量( )
A.地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期及地球離太陽的距離
B.人造地球衛(wèi)星在地面附近繞行的速度和運(yùn)行周期
C.月球繞地球運(yùn)行的周期及地球半徑
D.若不考慮地球自轉(zhuǎn),已知地球半徑和地球表面的重力加速度
3.我國曾發(fā)射一顆繞月運(yùn)行的探月衛(wèi)星“嫦娥1號(hào)”.設(shè)想“嫦娥1號(hào)”貼近月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其周期為T.“嫦娥1號(hào)”在月球上著陸后,自動(dòng)機(jī)器人用測力計(jì)測得質(zhì)量為m的儀器重力為P.已知引力常量為G,由以上數(shù)據(jù)可以求出的量有( )
A.月球的半徑
B.月球的質(zhì)量
C.月球表面的重力加速度
D.月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度
二、非選擇題
4.已知地球質(zhì)量大約是M=6.0×1024 kg,地球平均半徑為R=6 370 km,地球表面的重力加速度g=9.8 m/s2.求:
(1)地球表面一質(zhì)量為10 kg物體受到的萬有引力;
(2)該物體受到的重力;
(3)比較說明為什么通常情況下重力可以認(rèn)為等于萬有引力.
5.假設(shè)在半徑為R的某天體上發(fā)射一顆該天體的衛(wèi)星,若它貼近天體的表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T1,已知萬有引力常量為G,則該天體的密度是多少?若這顆衛(wèi)星距該天體表面的高度為h,測得在該處做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T2,則該天體的密度又是多少?
6.已知萬有引力常量G,地球半徑R,月球和地球之間的距離r,同步衛(wèi)星距地面的高度h,月球繞地球的運(yùn)轉(zhuǎn)周期T1.地球的自轉(zhuǎn)周期T2,地球表面的重力加速度g,某同學(xué)根據(jù)以上條件,提出一種估算地球質(zhì)量M的方法:同步衛(wèi)星繞地心做圓周運(yùn)動(dòng),由G=m2h,得M=.
(1)請(qǐng)判斷上面的結(jié)果是否正確,并說明理由.如不正確,請(qǐng)給出正確的解法和結(jié)果;
(2)請(qǐng)根據(jù)已知條件再提出兩種估算地球質(zhì)量的方法并解得結(jié)果.
7.已知地球半徑R=6.4×106 m,地面附近重力加速度g=9.8 m/s2,計(jì)算在距離地面高為h=2.0×106 m的圓形軌道上的衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度v和周期T.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)