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设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,宇航员测出飞船绕行n圈所用的时间为t.登月后,宇航员利用身边的弹簧秤测出质量为m的物体重力为G1.已知引力常量为G,根据以上信息可得到(  )
分析:飞船绕行n圈所用的时间为t,其周期为T=
t
n
.G1=mg,可得到月球表面的重力加速度.
根据万有引力等于重力
GMm
R2
=mg和万有引力提供向心力
GMm
R2
=mR(
T
2求出月球的密度和月球的第一宇宙速度.
解答:解:A、根据万有引力提供向心力,不能求月球自转的周期.故A错误.
B、根据万有引力提供向心力,列出等式中消去飞船的质量,所以无法求出飞船的质量,故B错误
C、设月球的半径为R,月球的质量为M,
g=
G1
m
      ①
GMm
R2
=mg=mR(
T
2   ②
宇航员测出飞船绕行n圈所用的时间为t,T=
t
n
.③
由①②③两式得,R=
G1t2
2n2m

根据v=
2πR
T
可以求得表面附近绕月球做匀速圆周运动的速度,即可求出月球的第一宇宙速度.
M=
G
3
1
t
4
16π4Gn4m3

根据ρ=
M
V
可以求得密度,故C、D正确.
故选:CD.
点评:解决本题的关键要建立模型,掌握万有引力等于重力和万有引力提供向心力.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球,实地采样送回地球,为载人登月及月球基地选址做准备.设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行,飞船上备有以下实验仪器:A.计时表一只;B.弹簧秤一把;C.已知质量为m的物体一个;D.天平一只(附砝码一盒).在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动,宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t.飞船的登月舱在月球上着陆后,遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量,利用上述两次测量所得的物理量可出推导出月球的半径和质量.(已知万有引力常量为G)
(1)机器人进行第二次测量的内容是什么?
(2)试推导用上述测量的物理量表示的月球半径和质量的表达式.

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科目:高中物理 来源: 题型:

图示是我国的“探月工程”向月球发射一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”过程简图.月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球,实地采样送回地球,为载人登月及月球基地选址做准备.设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行,飞船上备有以下实验仪器:
A.计时表一只,B.弹簧秤一把,C.已知质量为m的物体一个,D.天平一只(附砝码一盒).
在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动,宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t.飞船的登月舱在月球上着陆后,遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量,利用上述两次测量的物理量可出推导出月球的半径和质量.(已知万有引力常量为G),要求:
(1)说明机器人是如何进行第二次测量的?
(2)试推导用上述测量的物理量表示的月球半径和质量的表达式.
(3)若已知R=
1
4
R,g=
1
6
g,则近月卫星的运行速度约为近地卫星运行速度的多少倍?

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科目:高中物理 来源: 题型:

设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,宇航员测出飞船绕行n圈所用的时间为t.登月后,宇航员利用身边的弹簧秤测出质量为m的物体重力G1.已知引力常量为G,根据以上信息可得到(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球,实地采样送回地球,为载人登月及月球基地选址做准备.设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行,飞船上备有以下实验仪器:A.计时表一只,B.弹簧秤一把,C.已知质量为m的物体一个,D.天平一只(附砝码一盒).在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动,宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t.飞船的登月舱在月球上着陆后,遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量,科学家利用上述两次测量数据便可计算出月球的半径和质量.若已知万有引力常量为G,则:
(1)简述机器人是如何通过第二次测量物体在月球所受的重力F
(2)试利用测量数据(用符号表示)求月球的半径和质量.

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