为了验证地面上的重力、地球吸引月球与太阳吸引行星的力遵循同样的“距离平方反比”规律,牛顿为此做了著名的“月一地”检验.牛顿根据检验的结果,把“距离平方反比”规律

为了验证地面上的重力、地球吸引月球与太阳吸引行星的力遵循同样的“距离平方反比”规律,牛顿为此做了著名的“月一地”检验.牛顿根据检验的结果,把“距离平方反比”规律

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为了验证地面上的重力、地球吸引月球与太阳吸引行星的力遵循同样的“距离平方反比”规律,牛顿为此做了著名的“月一地”检验.牛顿根据检验的结果,把“距离平方反比”规律推广到自然界中任意两个物体间,发现了具有划时代意义的万有引力定律.
“月一地”检验分为两步进行:
(1)理论预期:假设地面的地球吸引力与地球吸引月球绕地球运行的引力是同种力,遵循相同的规律.设地球半径和月球绕地球运行的轨道半径分别为R和r(已知r=60R).那么月球绕地球运行的向心加速度an与地面的重力加速度g的比值
an
g
=______(用分式表示).
(2)实测数据验算:月球绕地球运行的轨道半径r=3.8×108m,月球运行周期T=27.3天,地面的重力加速度为g=9.8m/s2,由此计算月球绕地球运行的向心加速度a′与地面的重力加速度g的比值
a′
g
=______(用分式表示).
若理论预期值与实测数据验算值符合,表明,地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力,与太阳、行星间的引力,真的遵从相同的规律!
答案
(1)假设地面的地球吸引力与地球吸引月球绕地球运行的引力是同种力,即地面的重力满足mg=G
Mm
R2
.则g=
GM
R2

对于月球,有:G
Mm
r2
=man
,则an=
GM
r2

所以
an
g
=
R2
r2
=
1
3600

(2)因为a ′=r(
T
)
2
,则
a′
g
=
r(
T
)2
g
=
3.8×108×(
2×3.14
27.3×24×3600
)2
9.8
1
3643

故答案为:(1)
1
3600
;(2)
1
3643
举一反三
已知引力常量G,再利用下列哪组数据,可以计算出地球的质量(  )
①已知地球半径R和地球表面重力加速度g
②已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和周期T
③已知地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径r和周期T
④已知同步卫星离地面高度h和地球自转周期T.
A.①②B.①②④C.①③④D.②③④
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设地球表面的重力加速度为g0,物体在距地心4R(R是地球半径)处,由于地球的作用而产生的加速度为g,则g/g0为______.
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关于万有引力的说法正确的是(  )
A.万有引力只有在天体与天体之间才能明显地表现出来
B.在不考虑地区自转的条件下,可以认为物体受到的万有引力等于重力
C.地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引力
D.地球表面的大气层是因为万有引力约束而存在于地球表面附近
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某物体在地球表面上受到地球对它的引力大小为960N,为使此物体受到的引力减至60N,物体距地心的高度应为______R.(R为地球的半径)
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地球同步通信卫星绕地球做匀速圆周运动的周期与地球的自转周期相同,均为T.
(1)求地球同步通信卫星绕地球运行的角速度大小;
(2)已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,求地球同步通信卫星的轨道半径.
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