例子问题
例子问题1:理解轨道
如果大质量行星表面的逃逸速度是多少和半径.从质量相同但半径相同的行星表面发射物体所需的速度是多少以逃避这个更小、密度更大的行星的引力?
可能的答案:
信息不足
(两个行星的速度相同)
正确答案:
解释:
逃逸速度是物体运动时的动能与重力势能大小相等时的速度。这允许我们建立两个相等的方程:一个是运动物体的动能方程,另一个是重力势能方程。因此:
在这种情况下,.替代品。
因为新行星的半径是或原行星的半径,它们有相同的质量,我们可以等号:
在哪里较大行星的逃逸速度和是较小行星的逃逸速度。
例子问题1:理解轨道
彗星在围绕太阳的椭圆轨道上运行,如下图所示:
彗星的质量与太阳的质量相比是非常小的。
在上面的图表中,由于太阳的引力,彗星上的净扭矩在两个标记点上是如何比较的?
可能的答案:
b点的力矩更大
在a和b处扭矩都为零
点a的力矩更大
力矩在点a和点b是一样的,但不是零
从所提供的信息无法确定
正确答案:
在a和b处扭矩都为零
解释:
由于引力的方向直接指向太阳的中心,所以它位于彗星轨道的平面上。因为扭矩是时,扭矩始终为零。这就是为什么彗星的角动量在轨道上是守恒的。
例子问题1:理解轨道
有质量的卫星它在绕地球的椭圆轨道上运行。近地点的速度是近地点的轨道半径是.如果远地点的半径是,远地点的速度是多少?
可能的答案:
正确答案:
解释:
由于地心引力不能使卫星绕地球中心转动,所以在这一轨道上角动量守恒:
问题111:Ap物理C
卫星在绕地球运行的椭圆轨道上运行。如果卫星需要在椭圆的远地点进入圆形轨道,它需要向哪个方向加速?
可能的答案:
向地球
远离地球
这个动作无法完成
在运动的方向上
与旅行方向相反
正确答案:
在运动的方向上
解释:
由于卫星在远地点的速度对于在该轨道半径上的圆形轨道来说太低,因此卫星需要加速以使轨道圆形。