某卫星在轨道半径为r的轨道上绕地球做匀速圆周运动,地球半径为R,地球表面重力加速度大小为g,引力常量为G,忽略地球自转的影响。求:
(1)地球的平均密度
;
(2)该人造卫星绕地球运动的周期T。
(1)地球的平均密度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/171102a883b22fe6ca578efc8926f5b8.png)
(2)该人造卫星绕地球运动的周期T。
更新时间:2023-07-20 00:39:32
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【推荐1】一行星探测器从所探测的行星表面垂直升空,探测器的质量是1500kg,发动机推力为恒力,升空途中发动机突发故障关闭。如图所示为探测器速度随时间的变化图象,其中A点对应的时刻tA=9s,此行星半径为
,引力恒量
。求
(1)发动机突发故障后探测器落回该行星表面所需时间;
(2)该行星的密度大约为多少(保留2位有效数字)。
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(1)发动机突发故障后探测器落回该行星表面所需时间;
(2)该行星的密度大约为多少(保留2位有效数字)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/8/2759942786211840/2760308002226176/STEM/f4d94b8d-1c8f-42a6-962f-97ab17da5f78.png?resizew=282)
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【推荐2】中国科技工作者如期完成了“绕、落、回”三步走的无人月球探测规划,一步一步将“上九天揽月”的神话变成现实!已知月球半径为
,引力常量为
。
(1)探测器环绕月球运行的某段时间内,只在月球引力作用下做匀速圆周运动,距月球表面高度为
,运动周期为
。求:
①探测器环绕月球运行的速度大小;
②月球的质量。
(2)如果有一天你站在月球表面,手边有细绳、小石块、尺子、计时器,请你从中选择所需器材设计一个实验估测月球的质量。简要说明实验步骤、需要测量的物理量,并求出计算月球质量的表达式。(所需字母自行设定)
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(1)探测器环绕月球运行的某段时间内,只在月球引力作用下做匀速圆周运动,距月球表面高度为
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①探测器环绕月球运行的速度大小;
②月球的质量。
(2)如果有一天你站在月球表面,手边有细绳、小石块、尺子、计时器,请你从中选择所需器材设计一个实验估测月球的质量。简要说明实验步骤、需要测量的物理量,并求出计算月球质量的表达式。(所需字母自行设定)
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【推荐3】2020年的诺贝尔物理学奖颁给了对黑洞研究有着突出贡献的科学家。探索黑洞得到诺奖的认可后,这将鼓励人们持续研究黑洞。黑洞可以认为是一种质量极大的天体,黑洞自身不发光,难以直接观测,我们可以通过恒星运动,黑洞边缘的吸积盘及喷流,乃至引力波来探测。假定黑洞为一个质量分布均匀的球形天体,天文学家观测到一质量很小的恒星独自在宇宙中做周期为T,半径为r的匀速圆周运动,由此推测,圆周轨道的中心可能有个黑洞,引力常量为G。
(1)利用所学知识求该黑洞的质量M;
(2)若地球表面的物体以光速运动,都无法脱离地球,地球就会成为一个黑洞。已知两个质量分别为m1、m2的质点相距为r时也会具有势能,称之为引力势能,其大小为EP=-G
(规定无穷远处势能为零),引力常量G=6.67×10﹣11N•m2/kg2,地球质量M0=6.02×1024kg,光速c=3×108m/s。求地球变成黑洞的最大半径Rm(结果保留1位有效数字)。
(1)利用所学知识求该黑洞的质量M;
(2)若地球表面的物体以光速运动,都无法脱离地球,地球就会成为一个黑洞。已知两个质量分别为m1、m2的质点相距为r时也会具有势能,称之为引力势能,其大小为EP=-G
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【推荐1】近日,全球首款支持卫星通话的大众智能手机上市,该手机接入了中国自研的天通一号卫星移动通信系统,持有者即使在没有地面信号的情况下,也可以拨打.接听卫星电话。天通一号卫星属于高轨通信卫星,其发射过程可以简化为如图所示:先将卫星发射至近地圆轨道1,再点火加速进入椭圆变轨轨道2,最后进入预定轨道3。若天通一号质量为m,地球表面重力加速度为g,地球半径为R,轨道3的半径为r,当取无穷远处引力势能为零,天通一号距地心距离为
处时的引力势能为
(G为引力常量,M为地球质量且未知),不计地球自转,求:
(1)天通一号在轨道1的线速度;
(2)天通一号在轨道2上运动的周期;
(3)天通一号从轨道1变轨到轨道3过程中,发动机需要做的功大小。
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(1)天通一号在轨道1的线速度;
(2)天通一号在轨道2上运动的周期;
(3)天通一号从轨道1变轨到轨道3过程中,发动机需要做的功大小。
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【推荐2】2021年10月16日、神舟十三号载人飞船顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空,假设神舟十三号载人飞船在距地面高度为h的轨道做圆周运动,已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,求:
(1)神舟十三号载人飞船轨道处的重力加速度;
(2)神舟十三号载人飞船运行的周期;
(3)地球的平均密度。
(1)神舟十三号载人飞船轨道处的重力加速度;
(2)神舟十三号载人飞船运行的周期;
(3)地球的平均密度。
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【推荐3】由中国科学院、中国工程院两院院士评出的2012年中国十大科技进展新闻,于2013年1月19日揭晓,“神九”载人飞船与“天宫一号”成功对接和“蛟龙”号下潜突破7000米分别排在第一、第二。若地球半径为R,把地球看做质量分布均匀的球体,地球表面的重力加速度大小为
,引力常量为G,“蛟龙”下潜深度为
,天宫一号轨道距离地面高度为
,已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,求:
(1)“天宫一号”绕地心转一周的时间是多少?
(2)“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的重力加速度之比为多少?
(3)设想地球的密度不变,自转周期不变,但地球球体半径变为原来的一半,仅考虑地球和同步卫星之间的相互作用力,则该“设想地球”的同步卫星的轨道半径与以前地球的同步卫星轨道半径的比值是多少?
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(1)“天宫一号”绕地心转一周的时间是多少?
(2)“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的重力加速度之比为多少?
(3)设想地球的密度不变,自转周期不变,但地球球体半径变为原来的一半,仅考虑地球和同步卫星之间的相互作用力,则该“设想地球”的同步卫星的轨道半径与以前地球的同步卫星轨道半径的比值是多少?
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