在电影《流浪地球》中科学家发现太阳将在未来的几百年体积将急剧膨胀,地球将被太阳吞噬。面对危机人类空前团结,集中所有资源建造行星发动机,开动所有行星发动机将地球推到木星附近,利用木星的“引力弹弓”加速,离开太阳系。
(1)木星绕太阳的轨道半径约为地球公转半径的 5 倍,假设地球按图所示运行到达了木星轨道,那么在木星轨道上公转的周期为几年?在运输轨道上花了几年时间?(计算结果可以保留根式)
(2)地球流浪过程中的最大危机是差点进入木星的“洛希极限”。“洛希极限”指一个小星球靠近另一个质量较大的星球时,小星球对其表面物体的引力等于大星球的“潮汐力”时,这个小星球就会倾向于破碎。若把木星和地球看成均匀的球体,设木星的密度为,地球的密度为,木星的半径为R,木星“潮汐力”计算式:(M为木星质量,为地球表面上靠近木星的小物体的质量,r为地球半径,d为本题所求的量),求地球与木星的“洛希极限”到木星球心的距离d。
“嫦娥之父”欧阳自远透露:我国计划于2020年登陆火星。假如某志愿者登上火星后将一小球从高h 处以初速度的水平抛出一个小球,测出小球的水平射程为L.已知火星半径为R,万有引力常量为G,不计空气阻力,不考虑火星自转,则下列说法正确的是( )
A. 火星表面的重力加速度
B. 火星的第一宇宙速度为
C. 火星的质量为
D. 火星的平均密度为
如图所示,如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动,从水星与金星在一条直线上开始计时,若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为θ1,金星转过的角度为θ2(θ1、θ2均为锐角),则由此条件可求得( )
A.水星和金星绕太阳运动的周期之比
B.水星和金星的密度之比
C.水星和金星到太阳中心的距离之比
D.水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比
2016年10月19日凌晨“神舟十一号”飞船与“天宫二号”成功实施自动交会对接。如图所示,已知“神舟十一号”“天宫二号”对接后,组合体在时间t内沿圆周轨道绕地球转过的角度为θ,组合体轨道半径为r,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,不考虑地球自转。则( )
A.可求出地球的质量
B.可求出地球的平均密度
C.可求出组合体的做圆周运动的线速度
D.可求出组合体受到地球的万有引力
已知下面的哪组数据,可以算出地球的质量M地(引力常量G为已知) ( )
A.月球绕地球运动的周期T1及月球到地球中心的距离R1
B.地球绕太阳运行周期T2及地球到太阳中心的距离R2
C.人造卫星在地面附近的运行速度v3和运行周期T3
D.地球绕太阳运行的速度v4及地球到太阳中心的距离R4
土星是太阳系最大的行星,也是一个气态巨行星。图示为2017年7月13日朱诺号飞行器近距离拍摄的土星表面的气体涡旋大红斑,假设朱诺号绕土星做匀速圆周运动,距离土星表面高度为h。土星视为球体,已知土星质量为M,半径为R,万有引力常量为求:
(1)土星表面的重力加速度g;
(2)朱诺号的运行速度v;