(2013?安徽模擬)2012年8月,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)的“好奇號(hào)”探測(cè)器,順利降落在火星蓋爾隕坑.假如通過地面遙控實(shí)驗(yàn),測(cè)得在火星表面上擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺做小振幅振動(dòng)時(shí)的周期為T0將火星視為密度均勻、半徑為R的球體,已知萬(wàn)有引力常量為G,則( 。
分析:根據(jù)單擺的周期公式T=
l
g
由星球表面的擺長(zhǎng)L和周期T0求出星球表面的重力加速度g,根據(jù)萬(wàn)有引力等于星球表面重力可以求出地球的質(zhì)量,再根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可以求出該星球近地軌道衛(wèi)星運(yùn)行的線速度和角速度,根據(jù)密度公式求出星球的密度.
解答:解:根據(jù)單擺的周期公式=
l
g
可知,火星表面的重力加速度g=
4π2L
T
2
0

A、火星上在近地軌道上衛(wèi)星的運(yùn)行所需向心力由萬(wàn)有引力提供,而萬(wàn)有引力等于衛(wèi)星所受的重力,故有:
mg=m
v2
R
可得近地軌道上衛(wèi)星的線速度v=
gR
=
4π2L
T
2
0
R
,故A錯(cuò)誤;
B、同理可得火星上近地衛(wèi)星的角速度mg=mRω2?ω=
g
R
=
4π2L
T
2
0
×
1
R
=
T0
L
R
,故B錯(cuò)誤;
C、根據(jù)重力與萬(wàn)有引力相等有:mg=
GMm
R2
?M=
gR2
G
=
4π2LR2
G
T
2
0
,故C正確;
D、由C分析知火星的密謀ρ=
M
V
=
4π2LR2
G
T
2
0
4
3
πR3
=
3πL
G
T
2
0
R
,故D錯(cuò)誤
故選:C
點(diǎn)評(píng):用單擺測(cè)定重力加速度,根據(jù)萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力是解決本題的關(guān)鍵.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)粒子第一次在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑;
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度;
(3)粒子從O點(diǎn)射出至回到O點(diǎn)的時(shí)間.

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(1)物塊a第一次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度;
(2)彈簧在形變過程中,所能獲得的最大彈性勢(shì)能;
(3)試討論釋放點(diǎn)高度h取何值時(shí),a、b能且只能發(fā)生一次碰撞.

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