高中物理万有引力定律及其应用试题

设M是太阳的质量，m是地球的质量，太阳与地球之间的距离为r，万有引力常量为G，则地球和太阳之间的万有引力F=　　　　　，地球绕太阳运行的线速度=　　。

两个质点相距r时，它们之间的万有引力为F，若它们间的距离缩短为1/2r，其中一个质点的质量变为原来的2倍，则它们之间的万有引力为（   ）

A．2F

B．4F

C．8F

D．16F

（1）该位置处的重力加速度g′是地面处重加速度g的多少倍？
（2）该位置距地球表面的高度h为多大？

（1）已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，地球自转周期为T₀，请用以上物理量表示“风云二号”D气象卫星的轨道半径r，加速度a 以及线速度v ；
（2）取R=6400km，g=10m/s²，π²=10，，求出“风云二号”D气象卫星的轨道半径r；
（3）根据第（2）问的结果，定性说明“风云二号”D气象卫星的加速度与随地球一块转动的赤道上物体的加速度的大小关系。

（2）A、B两颗人造卫星绕地球做圆周运动，它们的圆轨道在同一平面内，周期之比是.若两颗卫星的最近距离等于地球半径R，求这两颗卫星的周期各是多少？从两颗卫星相距最近开始计时到两颗卫星相距最远至少经过多少时间？（已知在地面附近绕地球做圆周运动的卫星周期为T₀.）

在某星球上，宇航员用弹簧秤称得质量m的砝码重力为F，乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得其环绕周期是T。已知万有引力常量为G，根据上述数据，试求该星球的质量M。

⑴有一颗近地卫星绕地球表面运动，试估算其运行周期T的平方?
⑵试用地球的平均半径R、地球表面的重力加速度g、引力常量G导出地球的平均密度的表达式．

1789年英国著名物理学家卡文迪许首先估算出了地球的平均密度。根据你学过的知识，能否知道地球平均密度的大小。

C．T=                 D．T=

中子星是恒星演变到最后的一种存在形式．
(1)有一密度均匀的星球，以角速度ω绕自身的几何对称轴旋转．若维持其表面物质不因快速旋转而被甩掉的力只有万有引力，那么该星球的密度至少要多大?
(2)蟹状星云中有一颗中子星，它每秒转30周，以此数据估算这颗中子星的最小密度．
(3)若此中子星的质量约为太阳的质量(2×10³⁰ kg)，试问它的最大可能半径是多大?

已知地球自转周期T,地球半径为R，地球表面重力加速度为g,请使用上述已知量导出地球同步卫星距离地面的高度h的表达式，并说明同步卫星的轨道特点，运转方向。

求：月球表面的重力加速度值为多少？在月球表面发射月球卫星的最小速度是多大？

据每日邮报2014年4月18日报道，美国国家航空航天局（NASA）目前宣布首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler﹣186f．假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为T；宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h处自由释放一个小球（引力视为恒力），落地时间为t．已知该行星半径为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A．该行星的第一宇宙速度为
B．宇宙飞船绕该星球做圆周运动的周期不小于πt
C．该行星的平均密度为
D．如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度为