以下是物理萬有引力高考題的一些例子:
1. 【2019全國卷理綜,第25題】一衛星繞某行星做勻速圓周運動,已知行星表面的重力加速度為g行,行星的質量為M,半徑為R,衛星的質量為m,引力常量為G,根據上述信息可以求出( )
A. 行星的質量 B. 衛星的周期 C. 衛星離行星表面的高度 D. 衛星的速度大小
2. 【2018全國卷理綜,第25題】某行星的半徑為R,自轉周期為T,在行星表面附近有一顆質量為m的小行星,它與行星中心之間的萬有引力是它做勻速圓周運動的向心力的來源。求:
(1)該小行星做圓周運動的周期;
(2)該小行星做圓周運動的向心力大小。
3. 【2017全國卷理綜,第25題】在地球赤道上的物體的萬有引力一部分提供物體隨地球自轉的向心力,另一部分提供重力。假設地球可視為質量分布均勻的球體。已知地球半徑為R,第一宇宙速度為v_{1},地球表面的重力加速度為g_{0},地球自轉的周期為T_{0},求:
(1)地球的質量;
(2)地球同步衛星離地面的高度;
(3)若在赤道上的某建筑物上空有一顆以第一宇宙速度繞地球運行的人造衛星,求該建筑物上的人在t時間內觀察到衛星的平均頻率。
以上題目都涉及到萬有引力與天體運動的問題,考察了萬有引力定律的應用和相關計算。
題目:一個質量為 m 的小球,在距離地面高度為 H 的軌道上做圓周運動。已知小球受到的萬有引力為 F,求小球的向心加速度和周期。
解答:
根據萬有引力定律,小球受到的萬有引力為:
F = G m M / r^2
其中,G 是萬有引力常數,M 是地球的質量,r 是小球到地心的距離。
小球在軌道上做圓周運動,受到的向心力為萬有引力,因此向心加速度為:
a = F / m
小球的運動可以視為勻速圓周運動,因此周期為:
T = 2πr / v
其中,v 是小球在軌道上的線速度。
將向心加速度帶入周期的公式中,可以得到:
T = 2π√(r^3 / Gm)
因此,小球的向心加速度為 F / m,周期為 2π√(r^3 / Gm)。
希望這個例子能夠幫助您更好地理解物理萬有引力的相關知識。