我国利用神州七号飞船将翟志刚、刘伯明、景海鹏三名宇航员送入太空设宇航员测出自己绕地球做圆周运动的周期为T,离地高度为H,地球半径为R,则根据T、H、R和引力常量G,不能计算出的物理量是A.地球的质量B.地球的平均密度C.飞船线速度的大小D.飞船所需的向心力
把我国利用“神州七号”飞船将翟志刚、刘伯明、景海鹏三名宇航员送入太空。设宇航员测出自己绕地球做圆周运动的周期为T,离地高度为H,地球半径为R,则根据T、H、R和引力常量G,不能计算出的物理量是:
A. 地球的质量
B. 地球的平均密度
C. 飞船线速度的大小
D. 飞船所需的向心力
正确答案是D。下面是解析:
A. 地球的质量:
根据万有引力提供向心力,有:
G\\frac{Mm}{(R + H){2}} = m\\frac{4\\pi{2}}{T{2}}(R + H),
其中,M是地球的质量,m是飞船(及宇航员)的质量,G是引力常量,R是地球半径,H是飞船离地的高度,T是飞船绕地球做圆周运动的周期。
从上式可以解出地球的质量M,所以A选项是可以计算出的。
B. 地球的平均密度:
地球的平均密度\\rho可以由其质量和体积计算得出,即:
\\rho = \\frac{M}{V},
其中,V是地球的体积,可以近似为\\frac{4}{3}\\pi R{3}。
由于我们已经可以计算出地球的质量M(如A选项所示),因此也可以计算出地球的平均密度。所以B选项是可以计算出的。
C. 飞船线速度的大小:
飞船的线速度v可以由其绕地球做圆周运动的周期和半径计算得出,即:
v = \\frac{2\\pi(R + H)}{T},
所以C选项也是可以计算出的。
D. 飞船所需的向心力:
飞船所需的向心力是一个矢量,它的大小和方向都随着飞船的运动而不断变化。虽然我们可以根据万有引力定律计算出飞船所受的万有引力(它等于飞船所需的向心力的大小),但是我们无法仅根据T、H、R和G来确定这个向心力的具体方向。向心力是一个效果力,它并不是由某个具体的物体施加的,而是由飞船和地球之间的万有引力提供的。我们不能“计算”出飞船所需的向心力本身,只能计算出它的大小(即万有引力的大小)。所以D选项是不能计算出的。
不能根据T、H、R和G计算出的物理量是D选项:飞船所需的向心力。
财营网版权声明:以上内容作者已申请原创保护,未经允许不得转载,侵权必究!授权事宜、对本内容有异议或投诉,敬请联系网站管理员,我们将尽快回复您,谢谢合作!