牛頓運用其運動定律并結合開普勒定律,通過建構物理模型研究天體的運動,建立了偉大的萬有引力定律。請你選用恰當的規律和方法解決下列問題:
(1)某質量為m的行星繞太陽運動的軌跡為橢圓,若行星在近日點與太陽中心的距離為r1,在遠日點與太陽中心的距離為r2。求行星在近日點和遠日點的加速度大小之比;
(2)實際上行星繞太陽的運動軌跡非常接近圓,其運動可近似看作勻速圓周運動。設行星與太陽的距離為r,請根據開普勒第三定律(r3T2=k)及向心力的相關知識,證明太陽對行星的作用力F與r的平方成反比
(3)我們知道,地球表面不同位置的重力加速度大小略有不同。若已知地球質量為M,自轉周期為T,萬有引力常量為G。將地球視為半徑為R、質量均勻分布的球體,不考慮空氣的影響。設在赤道地面附近重力加速度大小為g1,在北極地面附近重力加速度大小為g2,求比值g1g2的表達式。
r
3
T
2
=
k
g
1
g
2
【答案】(1)行星在近日點和遠日點的加速度大小之比為;
(2)證明如上;
(3)比值的表達式為1-。
r
2
2
r
2
1
(2)證明如上;
(3)比值
g
1
g
2
4
π
2
R
3
GM
T
2
【解答】
【點評】
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發布:2024/6/27 10:35:59組卷:107引用:4難度:0.7
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(1)月球表面的重力加速度g;
(2)月球的質量M。發布:2025/1/4 8:0:1組卷:27引用:1難度:0.5 -
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3.假設你經過刻苦學習與訓練后,成為我國登月的第一人。你站在半徑為R的月球表面,用彈簧測力計測得質量為m的小球所受重力的大小為F。引力常量為G,不考慮月球的自轉。
(1)求月球的質量M及其第一宇宙速度v;
(2)若你在距月球水平表面高度為h處,以大小為v0的速度沿水平方向拋出該小球,求該小球落到月球表面上的位置與拋出點間的水平距離x。發布:2025/1/4 8:0:1組卷:44引用:1難度:0.5