题目列表(包括答案和解析)
7.火星的半径是地球半径的一半,火星的质量约为地球质量的
,那么在地球上50 kg的人,如果在火星上质量是___________kg,火星表面的重力加速度为___________m/s2,此人在火星上体重为___________N.(取g=9.8 m/s2)
解析:物体的质量与位置无关,人从地球到火星表面,其质量保持50 kg不变.根据G
=mg得g=
,g′=
,则:
=
,解得:g′=
g=4.36
m/s2,此人在火星上的体重为G′=mg′=218
N.
答案:50 4.36 218
6.设地球表面重力加速度为g0,物体在距离地心4R(R是地球的半径)处,由于地球的作用而产生的加速度为g,则g/g0为( )
A.1 B.1/9 C.1/4 D.1/16
解析:本题考查万有引力定律的简单应用.地球表面处的重力加速度和在离地心高4R处的加速度均由地球对物体的万有引力产生,所以有
F=G
=mg,所以
=1/16.
答案:D
5.地球质量大约是月球质量的81倍,在登月飞船通过月、地之间的某一位置时,月球和地球对它的引力大小相等,该位置到月球中心和地球中心的距离之比为( )
A.1∶27 B.1∶9 C.1∶3 D.9∶1
解析:根据F=G
,由于引力相等即G
,所以
,故选项B正确.
答案:B
4.要使两物体间的万有引力减少到原来的1/4,下列办法可采用的是( )
A.使两物体的质量各减少一半,距离不变
B.使其中一个物体的质量减小到原来的1/4,距离不变
C.使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变
D.距离和两个物体的质量都减为原来的1/4
解析:根据F=G
可以判断:A、B、C三个选项中的条件变化,都可使万有引力减小为原来的
,A、B、C正确.距离和两个物体的质量都减为原来的1/4,万有引力则不变,D错误.
答案:ABC
3.人造卫星受到地球的万有引力为F,且F=G
,下面说法正确的是( )
A.F的方向指向地心
B.式中r是卫星到地面的距离
C.由于卫星的质量m小于地球的质量M,所以卫星对地球的引力F′小于F
D.卫星对地球的引力F′与F是作用力和反作用力
解析:万有引力的方向应沿两质点的连线,地球的全部质量可以看作集中在地心,所以A正确.公式中r为应为卫星到地心的距离,所以B错误.两物体间的万有引力是相互的,为作用力与反作用力,所以C错误,D正确.
答案:AD
2.下列说法正确的是( )
A.万有引力定律是卡文迪许发现的
B.F=G
中的G是一个比例常数,是没有单位的
C.万有引力定律只是严格适用于两个质点之间
D.物体引力的大小与质量成正比,与此两物间距离平方成反比
解析:万有引力定律是牛顿发现的,所以A错误.G是一个比例常数,并且有单位,所以B错误.万有引力定律适用于两质点之间,所以C正确.万有引力的大小与两物体质量的乘积成正比,与两物体间的距离平方成反比,所以选项D错误.
答案:C
1.关于万有引力定律的正确说法是( )
A.天体间万有引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离成反比
B.任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离平方成反比
C.万有引力与质量、距离和万有引力常量都成正比
D.万有引力定律对质量大的物体适用,对质量小的物体不适用
解析:根据公式F=G
可以判断A、C错误,B正确.万有引力定律适用于任意两质点间,所以D错误.
答案:B
17.(经典回放)某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者,他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星,试问,春分那天(太阳光直射赤道)在日落后的12小时内有多长时间该观察者看不见此卫星?已知地球半径为R,地球表面处的重力加速度为g,地球自转周期为T,不考虑大气对光的折射.
解析:设所求的时间为t,用m、M分别表示卫星和地球的质量,r表示卫星到地心的距离.
有G
=mr(
)2
春分时,太阳光直射地球赤道,如图所示,图中圆E表示赤道,S表示卫星,A表示观察者,O表示地心.由图可看出当卫星S绕地心O转到图示位置以后(设地球自转是沿图中逆时针方向),其正下方的观察者将看不见它.据此再考虑到对称性,有
![]()
rsinθ=R
t=
T
![]()
=g
由以上各式可解得t=
arcsin(
.
答案:
arcsin(![]()
11.为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量M.已知地球半径R=6.4×106 m,地球质量m=6×1024 kg,日地中心的距离r=1.5×1011 m,取地球表面处的重力加速度g=10 m/s2,1年约为3.2×107 s,试估算目前太阳的质量M.(保留一位有效数字,引力常量未知)
解析:根据太阳对地球的引力提供地球绕太阳做圆周运动(近似处理)的向心力列出相关方程,再根据地球表面物体重力等于引力列出方程联立求解.
答案:设T为地球绕太阳运动的周期,则由万有引力定律和动力学知识得:G
=mr(
)2,对地球表面物体m′,又有![]()
=m′g,由以上两式解得:M=
,代入已知数据可得M=2×1030
kg.
7.(经典回放)地核的体积约为整个地球体积的16%,地核的质量约为地球质量的34%.经估算,地核的平均密度为__________kg/m3.(结果取两位有效数字,引力常量G=6.7×10-11 N·m2/kg2、地球半径R=6.4×106 m)
解析:设g为地球表面的重力加速度,由mg=
得地球平均密度
ρ=
=
,代入数据G、R数值得:ρ=5.5×103
kg/m3,据题设
=0.34
即
=0.34,又
=0.16得地核平均密度ρ1=
×5.5×103 kg/m3=1.2×104 kg/m3.
答案:1.2×104
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