题目内容

研究发现,月球的平均密度和地球的平均密度差不多,当航天飞机贴近月球表面飞行时,下列哪些物理量的大小跟航天飞机贴近地球表面飞行时差不多(球的体积公式为V=
4
3
πr3
)(  )
分析:航天飞机贴近月球表面飞行与航天飞机贴近地球表面飞行时,均有万有引力提供向心力
G
Mm
r2
=ma=m
v2
r
=mω2r=m(
T
)2r

又因为M=ρV=
4
3
ρπr3

可以解得:a=
GM
r2
=
4πGρr
3
v=
GM
r
=
4πGρr2
3
ω=
r3
GM
=
3
4πGρ
T=
4π2r3
GM
=

根据以上解得的a、v、ω、T与半径的关系讨论.
解答:解:航天飞机贴近月球表面飞行与航天飞机贴近地球表面飞行时,均有万有引力提供向心力
G
Mm
r2
=ma=m
v2
r
=mω2r=m(
T
)2r

又因为M=ρV=
4
3
ρπr3

所以解得:
a=
GM
r2
=
4πGρr
3

v=
GM
r
=
4πGρr2
3

ω=
r3
GM
=
3
4πGρ

T=
4π2r3
GM
=

A、由a=
GM
r2
=
4πGρr
3
,可以看出a跟星球的半径r有关系,r不相同,v就不等.故A错误.
B、由ω=
r3
GM
=
3
4πGρ
,可以看出v跟星球的半径r有关系,r不相同,v就不等.故B错误.
C、由ω=
r3
GM
=
3
4πGρ
,可以看出ω跟星球的半径r无关,而其它各量均相等,故角速度ω相等.故C正确.
D、由T=
4π2r3
GM
=
,可以看出T跟星球的半径r无关,而其它各量均相等,故周期T相等.故D正确.
故选CD.
点评:本题主要考查万有引力等于向心力G
Mm
r2
=ma=m
v2
r
=mω2r=m(
T
)2r
这个关系,根据这个关系计算出a、v、ω、T.这是在天体问题中经常用到的关系和结论,要熟练掌握.
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