题目内容

(2006?河东区二模)如果将地球质量记为m,地球与太阳距离记为R,以这两个量的量值为单位,水星、火星、木星、土星的质量和它们与太阳间的距离大约如下表所示:
行   星 水星 火星 木星 土星
行星质量(单位:m) 0.06 0.10 300 90.0
行星与太阳距离(单位:R) 0.4 1.5 5.0 10.0
由以上数据判断太阳对水星、火星的万有引力之比
F水
F火
和木星和土星绕太阳运动的动能之比 
E木
E土
 分别是(  )
分析:1、根据万有引力定律F=G
Mm
r2
,得
F水
F火
=
m水
m火
?(
r火
r水
)
2
,从表格读取水星和火星的质量之比和半径之比,计算可得引力之比.
2、根据万有引力提供向心力G
Mm
r2
=m
v2
r
,得Ek=
1
2
mv2=
1
2
GMm
r
,所以
E木
E土
=
m木
m土
?
r土
r木
,从表格读取木星和土星的质量之比和半径之比,计算可得两者动能之比.
解答:解:1、根据万有引力定律F=G
Mm
r2
,
F水
F火
=
m水
m火
?(
r火
r水
)
2
=
0.06
0.10
×(
1.5
0.4
)2
=
135
16

2、根据万有引力提供向心力G
Mm
r2
=m
v2
r

所以Ek=
1
2
mv2=
1
2
GMm
r

E木
E土
=
m木
m土
?
r土
r木
=
300
90
×
10.0
5.0
=
20
3

故选C.
点评:本题要求能够从万有引力提供向心力的表达式G
Mm
r2
=m
v2
r
,变形得到动能的表达式Ek=
1
2
mv2=
1
2
GMm
r
,这是解题的关键.
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