题目内容

已知地球质量是月球质量的a倍,地球半径是月球半径的b倍,下列结论中正确的是

A.地球表面和月球表面的重力加速度之比为

B.环绕地球表面和月球表面运行卫星的速度之比为

C.环绕地球表面和月球表面运行卫星的周期之比为

D.环绕地球表面和月球表面运行卫星的角速度之比为

 

【答案】

B

【解析】

试题分析:设星球的质量为,半径为,物体的质量为,则在星球表面上,物体所受的重力近似等于星球的万有引力,则有,则得星球表面的重力加速度,故地球表面和月球表面的重力加速度之比为,选项A错误。卫星绕星球圆周时,星球对卫星的万有引力等于卫星的向心力,则,则得绕星球表面运行的卫星速度公式为,则得环绕地球表面和月球表面运行卫星的速度之比为,选项B正确。绕星球表面运行的卫星周期为,则得环绕地球表面和月球表面运行卫星的周期之比为,选项C错误。绕星球表面运行的卫星角速度为则得环绕地球表面和月球表面运行卫星的角速度之比为,选项误。故选B。

考点:本题考查了万有引力定律及其应用、卫星的运动规律。

 

练习册系列答案
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(14分)

 

(1)开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即k是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k的表达式。已知引力常量为G,太阳的质量为M

(2)开普勒定律不仅适用于太阳系,它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立。经测定月地距离为3.84×108m,月球绕地球运动的周期为2.36×106S,试计算地球的质M。(G=6.67×10-11Nm2/kg2,结果保留一位有效数字)

【解析】:(1)因行星绕太阳作匀速圆周运动,于是轨道的半长轴a即为轨道半径r。根据万有引力定律和牛顿第二定律有

                            ①

    于是有                           ②

即                                ③

(2)在月地系统中,设月球绕地球运动的轨道半径为R,周期为T,由②式可得

                                ④

解得     M=6×1024kg                         ⑤

M=5×1024kg也算对)

23.【题文】(16分)

     如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t0时间从P点射出。

(1)求电场强度的大小和方向。

(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。

(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入,且速度为原来的4倍,求粒子在磁场中运动的时间。