题目内容

17.美国科学家宣布,他们发现了可能成为太阳系第十大行星的以女神“赛德娜”命名的红色天体.如果把该行星的轨道近似为圆轨道,则它绕太阳公转的轨道半径约为地球绕太阳公转轨道半径的470倍,这是迄今为止发现的离太阳最远的太阳系行星.该天体半径约为1000km,约为地球半径的1/6.由此可以估算出它绕太阳公转的周期最接近(  )
A.10年B.100 年C.103D.104

分析 根据万有引力提供向心力得出该天体周期与地球周期的关系,从而求出它绕太阳公转的周期.

解答 解:根据$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=mr\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$得,$T=\sqrt{\frac{4{π}^{2}{r}^{3}}{GM}}$,因为轨道半径之比为470:1,则周期之比大约为104:1,因为地球的公转周期为1年,可知它绕太阳公转的周期最接近104年.故D正确,A、B、C错误.
故选:D.

点评 解决本题的关键能够获取有用信息,掌握万有引力提供向心力这一重要理论,并能灵活运用.

练习册系列答案
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2.某校两个课外活动小组分别用以下两种方法来验证机械能守恒定律.请阅读下列两段材料,完成后面问题.

(1)第1小组:利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律.如图2所示,图中数据为实际距离,t0时刻刚好对应抛出点,该小组同学通过计算得到不同时刻的速度和速度的平方值如下表,当他们要计算重力势能的改变量时,发现需要先计算当地重力加速度,请你根据实验数据,按照下列要求计算出重力加速度(忽略空气阻力的影响).
时刻t1t2t3t4t5
速度v(m/s)4.524.043.563.082.60
v2(m2/s220.4316.3212.679.496.76
①在所给的图1坐标纸上作出v2-h图象;
②分析说明,图象斜率的绝对值表示的物理意义是:重力加速度的二倍;
③由图象求得的重力加速度是9.61m/s2(结果保留三位有效数字).
(2)第2小组:DIS实验是利用现代信息技术进行的实验.“用DIS研究机械能守恒定律”的实验装置如图3所示,小组同学在实验中利用小铁块从很光洁的曲面上滑下,选择DIS以图象方式显示实验的结果,所显示的图象如图4所示.图象的横轴表示小铁块距d点(最低点)的高度h,纵轴表示小铁块的重力势能EP、动能Ek或机械能E.试回答下列问题:
①图4的图象中,表示小铁块的重力势能EP、动能Ek、机械能E随小球距d点的高度h变化关系的图线分别是乙、丙、甲(按顺序填写相应图线所对应的文字);
②根据图4所示的实验图象,可以得出的结论是:在误差允许的范围内,小球下落过程机械能守恒.
9.如图甲所示的装置叫做阿物伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德(G•Atwood 1746-1807)创新的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律,某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示.
(1)实验时,该同学进行了如下操作:
①将质量均为M(A的含挡光片,B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态,测量出挡光片中心(填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h.
②在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统(重物A,B以及物块C)中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为△t.
③测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律.
(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为mgh=$\frac{1}{2}(2M+m)(\frac{d}{△t})^{2}$.(已知重力加速度为g)(请用上述物理量表示)
(3)引起该实验系统误差的原因有绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等.(写一条即可)
(4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,不断增大物块C的质量m,重物B的加速度a也将不断增大,那么a与m之间有怎样的定量关系?
①写出a与m之间的关系式:$a=\frac{mg}{2M+m}$.(关系式中还要用到M和g)
②a的值估趋于重力加速度g..

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