已知金星绕太阳公转的周期小于地球绕太阳公转的周期,它们绕太阳的公转均可看做匀速圆周运动,则据此信息可判定( )A. 金星到太阳的距离大于地球到太阳的距离B. 金星公转的绕行速度小于地球公转的绕行速度C. 金星的质量小于地球的质量D. 金星的向心加速度大于地球的向心加速度
问题描述:
已知金星绕太阳公转的周期小于地球绕太阳公转的周期,它们绕太阳的公转均可看做匀速圆周运动,则据此信息可判定( )
A. 金星到太阳的距离大于地球到太阳的距离
B. 金星公转的绕行速度小于地球公转的绕行速度
C. 金星的质量小于地球的质量
D. 金星的向心加速度大于地球的向心加速度
答
A、设任意一行星的公转半径为r,周期为T,质量为m,太阳的质量为M,则由牛顿第二定律得
G
=mMm r2
,得到T=2π4π2r T2
,可见,r越小,T越小.由题金星绕太阳公转的周期小于地球绕太阳公转的周期,则金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离.故A错误.
r3 GM
B、由 G
=mMm r2
得v=v2 r
,r越小,v越大,则金星公转的绕行速度大于地球公转的绕行速度.故B错误.
GM r
C、由上面两式可以发现,T、v与行星的质量无关,无法判断金星与地球质量的大小.故C错误.
D、行星的向心加速度a=g=
,可见金星的向心加速度大于地球的向心加速度.故D正确.GM r2
故选D
答案解析:行星绕太阳做匀速圆周运动,由太阳的万有引力提供向心力,由牛顿第二定律列式分析距离关系、线速度关系及加速度关系.
考试点:万有引力定律及其应用.
知识点:本题行星运动模型与卫星绕地球运动模型相似,抓住由中心天体的万有引力提供向心力,列方程分析各物理量的关系.