题目内容

在太阳系中,质量为M的地球绕太阳沿椭圆轨道运动,地球在近日点和远日点时的速率分别为v1和v2,若不计太阳系以外的星体对太阳系内星球的引力,那么地球从近日点到远日点的过程中,太阳系内除地球以外的其他星体的动量增量为多少?太阳系对地球做功多少(设地球在远日点的速率方向为正方向)?
【答案】分析:动量是矢量,先选取地球远日点的速度方向为正方向,表示出近日点的速度,地球动量的差值即为地球的动量增量,太阳系内地球和其他星体组成的系统动量守恒,根据动量守恒定律得到太阳系内除地球以外的其他星体的动量增量.根据动能定理求太阳对地球做功.
解答:解:取地球远日点的速度方向为正方向,则近日点速度为-v1
则地球的动量增量为△P=Mv2-M(-v1)=M(v1+v2
由动量守恒得:太阳系内除地球以外的其他星体的动量增量:△P=-△P′=-M(v1+v2).
根据动能定理得:太阳系对地球做功W=M(v22-v12).
答:太阳系内除地球以外的其他星体的动量增量为:-M(v1+v2),太阳系对地球做功为M(v22-v12).
点评:本题关键要抓住太阳系内地球和其他星体组成的系统动量守恒,注意用正负号表示动量的变化,难度不大.
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