(1)求区域的恒星做匀速圆周运动的角速度大小与r的关系;
(2)已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。求区域的恒星做匀速圆周运动的角速度大小;
(3)科学家根据实测数据,得到此螺旋星系中不同位置的恒星做匀速圆周运动的角速度大小随的变化关系图像,如图所示。根据在范围内的恒星角速度大小与距离r的倒数成正比,科学家预言螺旋星系周围()存在一种特殊物质,称之为暗物质。暗物质与通常的物质有引力相互作用,并遵循万有引力定律,求内暗物质的质量。
(1)在轨运行时,空间站的线速度和微型卫星的线速度之比;
(2)机械臂对微型卫星的作用力大小F;(忽略空间站与卫星之间的万有引力以及机械臂对空间站的作用力,用m,g,R,r,d表示)
(3)物体在引力场中具有的势能叫做引力势能。若取无穷远处为引力势能零点,质量为m的物体在地球引力场中具有的引力势能为(式中G为引力常量,M为地球的质量,r为物体到地心的距离)。若让机械臂松开卫星,通过控制卫星上自带的火箭发动机,使卫星由当前半径为r的圆轨道变轨到离地球更远的半径为的圆轨道,则在此过程中,万有引力对卫星做的功为多少?(用g、R、m、r、表示)
(1)这颗卫星运行的运行速度大小v;
(2)这颗卫星绕地球做圆周运动的周期T;
(1)已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,求地球的第一宇宙速度v。
(2)开普勒第三定律指出:所有行星轨道的半长轴a的三次方跟它的公转周期T的二次方的比都相等,即 , 比值k是一个对所有行星都相同的常量。
已知月球绕地球做圆周运动的半径为、周期为;探月卫星绕月球做圆周运动的半径为、周期为。小明认为,若不计周围其他天体的影响,根据开普勒第三定律可以得到。请通过推导分析小明的观点是否正确。
(3)物体间由于存在万有引力而具有的势能称为引力势能。若取物体距离地心无穷远处引力势能为零,质量为m的物体距离地心为r时的引力势能 , 式中M为地球的质量,G为引力常量。
材料:空间站在距离地心约6770km的轨道绕地球飞行。如果没有外力干扰,它会稳定地绕地球运动。然而空间站的轨道属于近地轨道,那里存在稀薄的大气,受微弱大气阻力的影响,空间站的高度会缓慢下降。由于阻力很小,空间站下降的高度远小于其轨道半径,例如我国空间站受大气阻力的影响1年下降的高度约为30km。
已知万有引力常量为G,地球的质量为M,空间站的质量为m,空间站最初运行的轨道半径为 , 由于阻力的影响,经过一段时间t后的轨道半径减小为。求:
a.时间t内空间站损失的机械能;
b.空间站受到的微弱阻力f的大小。