0.38 N.已知地球半径为6.4×10³ km,请估算土星质量是地球质量的多少倍?

答案　 (1)　　 　　 (2)　　　　 (3)95

解析　 (1)设土星质量为M₀,颗粒质量为m,颗粒距土星中心距离为r,线速度为v,根据牛顿第二定律和万有引力定律得

　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 ①

解得　

得：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 ②

(2)设颗粒绕土星做圆周运动的周期为T,则　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 ③

对于A、B两颗粒分别有：

得: 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 ④

(3)设地球质量为M,地球半径为r₀,地球上物体的重力可视为万有引力,探测器上物体质量为m₀,在地球表面重力为G₀,距土星中心r₀′=3.2×10⁵ km处的引力为G₀′,根据万有引力定律：

　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 ⑤

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ⑥

由⑤⑥得:=95(倍)

11.(07广东16)土星周围有许多大小不等的岩石颗粒,其绕土星的运动可视为圆周运动.其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心的距离分别为r_A=8.0×10⁴ km和r_B=1.2×10⁵ km?,忽略所有岩石颗粒间的相互作用.(结果可用根式表示),求:

(1)岩石颗粒A和B的线速度之比.

(2)岩石颗粒A和B的周期之比.

(3)土星探测器上有一物体,在地球上重为10 N,推算出它在距土星中心3.2×10⁵ km处受到土星的引力为

10.(07北京理综15)不久前欧洲天文学家在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的行星,命名为“格利斯581c”.该行星的质量是地球的5倍,直径是地球的1.5倍.设想在该行星表面附近绕行星沿圆轨道运行的人造卫星的动能为,在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为,则为(　 )

? A.0.13　　　　　　　　　　　　 　　 B.0.3

? C.3.33 　　　　　　　　　　　　　　 D.7.5

答案　 ?C

解析　 由万有引力提供向心力知, 则动能,若地球质量为M,半径为R,则“格利斯581 c”行星的质量M₁=5M,半径R₁=1.5R,代入数值得:

9.(07上海综合能力测试9)太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道,“行星公转周期的平方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比.地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米,结合下表可知,火星与太阳之间的平均距离约为

　　 　　A.1.2亿千米　　　　　　　 B.2.3亿千米　　　　　　 C.4.6亿千米　　　　　　 D.6.9亿千米

　　 　　答案　　 B

　　　 　解析　　 由题意可知,行星绕太阳运转时,满足=常数,设地球的公转周期和公转半径分别为T₁、r₁,火星绕太阳的公转周期和轨道半径分别为T₂、r₂,则,代入数值得,r₂=2.3亿千米.

8.(07天津理综17)我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展.设地球、月球的质量分别为m₁、m₂,半径分别为R₁、R₂,人造地球卫星的第一宇宙速度为v,对应的环绕周期为T,则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 (　 　 )

A.　　　　　　　　　　 B.

?C.　　　　　　　　　　 D.

答案 　 A

解析 人造地球卫星绕地球运转时,万有引力提供向心力,即同理,探测器绕月球运转时,v′=,联立得：v′=,由T=得：T′=T.

7.(07四川理综17)我国探月的“嫦娥工程”已经启动,在不久的将来,我国宇航员将登上月球.假如宇航员在月球上测得摆长为l的单摆做小振幅振动的周期为T,将月球视为密度均匀、半径为r的球体,则月球的密度为　 (　 )

A.　　　　 　　　 B.　　　　 　　　 C.　　　　　 　　 D.

答案　 B

解析　 由T=2π得：得:GM=gr²,而M=,联立得：.

6.(07山东理综22)2007年4月24日,欧洲科学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese 581c.这颗围绕红矮星Gliese 581运行的星球有类似地球的温度,表面可能有液态水存在,距离地球约为20光年,直径约为地球的1.5倍,质量约为地球的5倍,绕红矮星Gliese 581运行的周期约为13天.假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道,下列说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　(　 　)

A.飞船在Gliese 581c表面附近运行的周期约为13天　

B.飞船在Gliese 581c表面附近运行时的速度大于7.9 km/s 　

C.人在Gliese 581c上所受重力比在地球上所受重力大　

D.Gliese 581c的平均密度比地球平均密度小　

答案 ?BC

解析 　行星Gliese 581c围绕红矮星运行的周期为13天,由得：,

其中M为红矮星的质量,r为行星距红矮星的距离,而宇宙飞船绕行星Gliese 581c运行的周期

T′=,M′为行星Gliese 581 c的质量,r′为飞船与Gliese 581 c的距离,故A不正确.由速度

v =,地球的小于Gliese 581 c的,所以B正确.由重力F=,Gliese 581 c的,大于地球的,所以C正确;由M=知,Gliese 581c的平均密度比地球的平均密度大.

5.(07宁夏理综14)天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动,并测出了行星的轨道半径和运行周期.由此可推算出　　　　　　　　　　　　　　　　　 　(　 )

A.行星的质量　　　　　　 B.行星的半径　　　　　　 C.恒星的质量　　　　　　 D.恒星的半径

答案　 C

解析　由万有引力提供向心力知, ,故C选项正确.

4.(07重庆理综19)土卫十和土卫十一是土星的两颗卫星,都沿近似为圆周的轨道绕土星运动,其参数如下表:

　 两颗卫星相比较,土卫十　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　 (　 )

　 A.受土星的万有引力较大　　　　　　　　　　　 B.绕土星做圆周运动的周期较大

C.绕土星做圆周运动的向心加速度较大　　　　　 D.动能较大　

答案　AD

解析　由得：万有引力,向心加速度a=,周期

T=,动能E_k=,其中M为土星的质量,代入数值比较可知,A、D选项正确.

3.(07全国卷Ⅰ14)据报道,最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星,其质量约为地球质量的6.4倍,一个在地球表面重量为600 N的人在这个行星表面的重量将变为960 N.由此可推知,该行星的半径与地球半径之比约为 　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　(　 　)

?A.0.5　　　　　 　　 B.2　　　　　　　　 C.3.2　　　　　 　　 D.4

答案 ?B

解析　 若地球质量为M₀,则“宜居”行星质量为M=6.4M₀,由得:

所以