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理论上已经证明:质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零.现假设地球是一半径为...

理论上已经证明:质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零.现假设地球是一半径为R、质量分布均匀的实心球体,O为球心,以O为原点建立坐标轴,如图所示.一个质量一定的小物体(假设它能够在地球n内部移动)轴上各位置受到的引力大小用F表示,则F变化的关系图中正确的是

A. B. C. D.

 

A 【解析】 令地球的密度为ρ,则在地球表面,重力和地球的万有引力大小相等,有: ;由于地球的质量为M=πR3•ρ,所以重力加速度的表达式可写成:.根据题意有,质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,受到地球的万有引力即为半径等于r的球体在其表面产生的万有引力,,当r<R时,g与r成正比,当r>R后,g与r平方成反比.即质量一定的小物体受到的引力大小F在地球内部与r成正比,在外部与r的平方成反比.故选A.  
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20182月,我国500 m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318+0253”,其自转周期T=5.19 ms,假设星体为质量均匀分布的球体,已知万有引力常量为.以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为(    )

A. B.

C. D.

 

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20191月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器奔向月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力,能够描Fh变化关系的图像是

A.  B.  C.  D.

 

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在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上,把物体P轻放在弹簧上端,P由静止向下运动,物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示.在另一星球N上用完全相同的弹簧,改用物体Q完成同样的过程,其a–x关系如图中虚线所示,假设两星球均为质量均匀分布的球体.已知星球M的半径是星球N3倍,则

A.MN的密度相等

B.Q的质量是P3

C.Q下落过程中的最大动能是P4

D.Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P4

 

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20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域.现有一艘远离星球在太空中直线飞行的宇宙飞船,为了测量自身质量,启动推进器,测出飞船在短时间Δt内速度的改变为Δv,和飞船受到的推力F(其它星球对它的引力可忽略).飞船在某次航行中,当它飞近一个孤立的星球时,飞船能以速度v,在离星球的较高轨道上绕星球做周期为T的匀速圆周运动.已知星球的半径为R,引力常量用G表示.则宇宙飞船和星球的质量分别是(  )

A.

B.

C.

D.

 

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2018128日,肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射,实现人类航天器首次在月球背面巡视探测,率先在月背刻上了中国足迹.已知月球的质量为、半径为,探测器的质量为,引力常量为,嫦娥四号探测器围绕月球做半径为的匀速圆周运动时,探测器的(   

A.周期为 B.动能为

C.角速度为 D.向心加速度为

 

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