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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...

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

 

(1)周期为年 年(2) 【解析】 (1)由开普勒第三定律得:,代入数据可得地球在木星轨道上运行周期为年,同理有,,,得,地球从A运动到B的时间为 (2)根据万有引力定律,木星“潮汐力”,地球质量,木星质量:,,计算可得:  
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“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

 

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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θ21θ2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

 

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20161019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

 

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已知下面的哪组数据,可以算出地球的质量M(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

 

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土星是太阳系最大的行星,也是一个气态巨行星。图示为2017713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

 

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