17.月球繞地球做半徑為R、周期為T的圓周運動,引力常量為G,根據(jù)已知條件可計算( 。
A.地球的質(zhì)量B.月球的質(zhì)量
C.月球運動的向心加速度D.月球表面的重力加速度

分析 根據(jù)萬有引力提供向心力,列出等式表示出地球的質(zhì)量;根據(jù)圓周運動加速度公式求月球運動的向心加速度

解答 解:AB、根據(jù)萬有引力等于向心力有,$G\frac{{M}_{地}^{\;}{m}_{月}^{\;}}{{R}_{\;}^{2}}={m}_{月}^{\;}\frac{4{π}_{\;}^{2}}{{T}_{\;}^{2}}R$,則有${M}_{地}^{\;}=\frac{4{π}_{\;}^{2}{R}_{\;}^{3}}{G{T}_{\;}^{2}}$,月球質(zhì)量被約掉,所以月球的質(zhì)量無法求出,故A正確,B錯誤;
C、月球運動的向心加速度$a={ω}_{\;}^{2}R=(\frac{2π}{T})_{\;}^{2}R=\frac{4{π}_{\;}^{2}R}{{T}_{\;}^{2}}$,故月球運動的向心加速度可計算,故C正確
D、根據(jù)月球表面重力等于萬有引力$mg=G\frac{M}{R{′}_{\;}^{2}}$,可得$g′=G\frac{M}{R{′}_{\;}^{2}}$,因為沒有給出月球的半徑,所以月球表面的重力加速度無法算出,故D錯誤
故選:AC

點評 本題是典型的天體運動的問題,根據(jù)萬有引力提供向心力是解決這類問題的基本思路,要知道知道環(huán)繞天體的軌道半徑和周期,能求出中心天體的質(zhì)量,而不能求出環(huán)繞天體的質(zhì)量.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

14.如圖所示,一半徑為R的圓形光滑軌道固定在豎直平面內(nèi),圓心為O,AD與BC分別為水平直徑與豎直直徑.一質(zhì)量為m的滑塊套在軌道上并置于B點,輕彈簧一端通過鉸鏈與滑塊相連,另一端固定于P點,PB=R,輕彈簧原長為2R.滑塊受到擾動后(初速度很小,可不計)沿圓形軌道BDCA運動,重力加速度取g,彈簧始終在彈性限度內(nèi),下列判斷正確的是( 。
A.滑塊在運動過程中機械能守恒
B.滑塊經(jīng)過C點時的速度大小為2$\sqrt{gR}$
C.滑塊經(jīng)過D點時合力一定為零,速率最大
D.滑塊經(jīng)過D、A點時速率一定相等

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15.如圖所示,物塊A的質(zhì)量為$\frac{3}{2}$m,物塊B、C的質(zhì)量都是m,并都可看作質(zhì)點,三物塊用細線通過滑輪連接,物塊B與C的距離和物塊C到地面的距離都是L,開始整個裝置處于靜止狀態(tài),現(xiàn)將物塊A下方的細線剪斷,若物塊A距滑輪足夠遠且不計一切阻力,物塊落到地面后速度立即變?yōu)榱悖ɑ嗁|(zhì)量不計).求:
(1)物塊C運動的最大速度;
(2)物塊A距離最初位置上升的最大高度.

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5.某星球的半徑是地球半徑的p倍,質(zhì)量是地球質(zhì)量的q倍,已知地球表面的重力加速度為g,地球上的第一宇宙速度為v,求:
(1)該星球表面的重力加速度;
(2)該星球的“第一宇宙速度”.

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12.如圖所示,一根細長的輕彈簧系著一個小球,彈簧的另一端固定在天花板上,靜止時,小球處于位置O,現(xiàn)手握小球把彈簧拉長,放手后小球便在豎直方向上下來回運動,B、C分別為小球到達的最低點和最高點,小球向上經(jīng)過位置O時開始計時,其經(jīng)過各點的時刻如圖所示,若測得OB=OC=10cm,AB=3cm,則自0時刻開始.

(1)0.2s內(nèi)小球發(fā)生的位移大小是0.1m,方向向上,經(jīng)過的路程是0.1m.
(2)0.5s內(nèi)小球發(fā)生的位移大小是0.07m,方向向下,經(jīng)過的路程是0.27m.
(3)0.8s內(nèi)小球發(fā)生的位移大小是0,方向無,經(jīng)過的路程是0.4m.

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2.一同學(xué)在半徑為2m的光滑圓弧面內(nèi)做測定重力加速度的實驗(如圖1所示).他用一個直徑為2cm、質(zhì)量分布均勻的光滑實心球.操作步驟如下:
a.將小球從槽中接近最低處(虛線)靜止釋放;
b.測量多次全振動的時間并準確求出周期;
c.將圓弧面半徑和周期代入單擺周期公式求出重力加速度.

①他在以上操作中應(yīng)該改正的操作步驟是c(填寫步驟序號);若不改正,測量所得的重力加速度的值與真實值相比會偏大(選填“偏大”或“偏小”).
②如圖2是一組同學(xué)選擇幾個半徑r不同的均勻光滑實心球進行了正確實驗,他們將測出的周期與小球的半徑r關(guān)系畫出了如圖2所示的圖線.請你根據(jù)該圖寫出確定重力加速度的表達式g=$\frac{a}$.
③若釋放時給了小球一個平行于虛線、很小的初速度,按照上述操作,會使重力加速度計算結(jié)果不變(選填“偏大”、“偏小”或“不變”).

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9.“嫦娥三號”衛(wèi)星在距月球100km的圓形軌道上開展科學(xué)探測,其繞行的周期為118min.若還已知月球半徑和萬有引力常量,由此可推算出( 。
A.月球?qū)Α版隙鹑枴毙l(wèi)星的吸引力B.月球的質(zhì)量
C.“嫦娥三號”衛(wèi)星繞月運行的速度D.月球的第一宇宙速度

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6.一宇航員登上月球,測得質(zhì)量為m的物塊的重為F0,已知月球的第一宇宙速度為v,不考慮月球的自轉(zhuǎn)并視為勻質(zhì)球,求月球的質(zhì)量(引力常量為G).

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7.隨著航天技術(shù)的發(fā)展,許多實驗可以搬到太空中進行.飛船繞地球做勻速圓周運動時,無法用天平稱量物體的質(zhì)量.假設(shè)某宇航員在這種環(huán)境下設(shè)計了如圖所示裝置(圖中O為光滑的小孔)來間接測量物體的質(zhì)量:給待測物體一個初速度,使它在桌面上做勻速圓周運動,設(shè)飛船中具有基本測量工具.
(1)物體與桌面間的摩擦力可以忽略不計,原因是物體對支持面無壓力;
(2)實驗時需要測量的物理量是彈簧秤示數(shù)F、圓周運動半經(jīng)r和周期T;(寫出描述物理量的文字和符號)
(3)待測物體質(zhì)量的表達式為m=$\frac{F{T}^{2}}{4{π}^{2}r}$.

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