我国载人航天事业已迈入 “ 空间站时代 ” 。若中国空间站绕地球近似做匀速圆周运动,运行周期为 T ,轨道半径约为地球半径的 倍,已知地球半径为 R ,引力常量为 G ,忽略地球自转的影响,则( )
A .漂浮在空间站中的宇航员不受地球的引力
B .空间站绕地球运动的线速度大小约为
C .地球的平均密度约为
D .空间站绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度的 倍
BD
【详解】 A .漂浮在空间站中的宇航员依然受地球的引力,所受引力提供向心力做匀速圆周运动而处于完全失重,视重为零,故 A 错误;
B .根据匀速圆周运动的规律,可知空间站绕地球运动的线速度大小约为
故 B 正确;
C .设空间站的质量为 ,其所受万有引力提供向心力,有
则地球的平均密度约为
故 C 错误;
D .根据万有引力提供向心力,有
则空间站绕地球运动的向心加速度大小为
地表的重力加速度为
可得
即空间站绕地球运动的向心加速度大小约为地面重力加速度的 倍,故 D 正确。
故选 BD 。
计算天体质量与密度:
1、用万有引力定律求天体的质量:通过观天体卫星运动的周期T和轨道半径r或天体表面的重力加速度g和天体的半径R,就可以求出天体的质量M。
2、用万有引力定律计算天体的平均密度:通过观测天体表面运动卫星的周期T,就可以求出天体的密度ρ。
计算天体质量与密度:
1、用万有引力定律求天体的质量:通过观天体卫星运动的周期T和轨道半径r或天体表面的重力加速度g和天体的半径R,就可以求出天体的质量M。以地球的质量的计算为例
①若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T和半径r,根据: ,得:
;
②若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度v和半径r,根据: ,得:
;
③若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T,根据: 和
,得:
;
④若已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g,根据: ,得:
——此式通常被称为黄金代换式。
2、用万有引力定律计算天体的平均密度:通过观测天体表面运动卫星的周期T,就可以求出天体的密度ρ。
天体球体积:V=;天体密度:
(由
,
,
,r指球体半径,R指轨道半径,当R=r时,
)。
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