在一次测定引力常量的实验里,已知一个质量是0.80 kg的球,以1.3×10-10 N的力吸引另一个质量是4.0×10-3 kg的球,这两个球相距4.0×10-2 m.地球表面的重力加速度是9.8 m/s2,地球的半径是6 400 km.根据这些数据计算地球的质量.
宇航员乘太空穿梭机,去修理位于离地球表面6.0×105 m的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H,机组人员使穿梭机S进入与H相同的轨道并关闭推动火箭,而望远镜则在穿梭机前方数千米处,如图4所示,设G为引力常量,ME为地球质量.(已知地球半径为6.4×106 m)(1)在穿梭机内,一质量为70 kg的太空人的视重是多少?(2)①计算轨道上的重力加速度的值;②计算穿梭机在轨道上的速率和周期;(3)穿梭机须首先进入半径较小的轨道,才有较大的角速度追上望远镜,试判断穿梭机要进入较低轨道时应在原轨道上加速还是减速?说明理由.
据报道,最近的太阳系外发现了首颗“宜居”行星,其质量约为地球质量的6.4倍,已知一个在地球表面质量为50kg的人在这个行星表面的重量约为800N,地球表面处的重力加速度为10m/s2。求:(1)该行星的半径与地球的半径之比约为多少?(2)至少要以多的速度水平抛出一物体才不至于落回地面(已知地球的第一宇宙速度为8km/h)?
天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T,两颗恒星之间的距离为r,试推算这个双星系统的总质量。(引力常量为G)
“和平号”风风雨雨15年铸就了辉煌业绩,已成为航天史上的永恒篇章。“和平号”空间站总质量为137t,工作容积超过,是迄今为止人类探索太空规模最大的航天器,有“人造天宫”之称。在太空运行的这一“庞然大物”按照地面指令准确坠落在预定海域,这在人类历史上还是第一次。“和平号”空间站正常运行时,距离地面的平均高度大约为350km。为保证空间站最终安全坠落,俄罗斯航天局地面控制中心对空间站的运行做了精心安排和控制。在坠毁前空间站已经顺利进入指定的低空轨道,此时“和平号”距离地面的高度大约为240km,设“和平号”沿指定的低空轨道运动行,其轨道高度平均每昼夜降低2.7km。设“和平号”空间站正常运转时沿高度为350km圆形轨道运行,在坠落前沿高度为240km的指定圆形低空轨道运行,而且沿指定的低空轨道运行时,每运行一周空间站高度变化很小,因此计算时对空间站的每一周的运动都可以作匀速圆周运动处理。(1)简要说明,为什么空间站在沿圆轨道正常运动过程中,其运动速率是不变的。(2)空间站沿正常轨道运行时的加速度与沿指定的低空轨道运行时加速度大小的比值多大?计算结果保留2位有效数字。(3)空间站沿指定的低空轨道运行时,每运行一周过程中空间站高度平均变化多大?计算结果保留1位有效数字(取地球半径,地球质量为M=5.91024kg)。
如图所示,cd 、fe是与水平面成θ角的光滑平行金属导轨,导轨间的宽度为D,电阻不计。质量为m、电阻为r的金属棒ab平行于cf且与cf相距为L,棒ab与导轨接触良好,在导轨间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度随时间的变化关系为B=Kt(K为定值且大于零)。在cf之间连接一额定电压为U、额定功率为P的灯泡。当棒ab保持静止不动时,灯泡恰好正常发光。(1)求棒ab静止不动时,K值的大小;(2)为了保持棒ab静止,现给其施加了一个平行导轨的力,求这个力的表达式,并分析这个力的方向。