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19.一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星,并進(jìn)入靠近該行星表面的圓形軌道繞行數(shù)圈后,著陸在該行星上.宇宙飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)器材:A.停表一只 B.質(zhì)量為m的物體一個(gè)  C.彈簧秤一只 D.天平一臺(tái)(包括砝碼一套)已知宇航員在繞行時(shí)及著陸后各做一次測量,根據(jù)所測量的數(shù)據(jù)可以求出該星球的質(zhì)量M、半徑R,(已知引力常量為G).
(1)兩次測量的物理量分別是飛船繞行星表面運(yùn)行的周期T;質(zhì)量為m的物體在行星上所受的重力FG
(2)兩次測量所選用的儀器分別為A,B,C(填儀器序號(hào))
(3)用所測物理量表示星球的質(zhì)量M=\frac{{{F}_{G}^{3}T}^{4}}{16{π}^{4}{Gm}^{3}},半徑R=\frac{{{F}_{G}T}^{2}}{{4π}^{2}m}

分析 要測量行星的半徑和質(zhì)量,根據(jù)重力等于萬有引力和萬有引力等于向心力,列式求解會(huì)發(fā)現(xiàn)需要測量出行星表面的重力加速度和行星表面衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期,從而需要選擇相應(yīng)器材.

解答 解:(1)根據(jù)重力等于萬有引力得
      mg=\frac{GMm}{{R}^{2}}
根據(jù)萬有引力等于向心力得\frac{GMm}{{R}^{2}}=m\frac{{4π}^{2}}{{T}^{2}}R
由以上兩式解得R=\frac{{gT}^{2}}{{4π}^{2}}---①
               
M=\frac{{{g}^{3}T}^{4}}{1{6π}^{4}G}-----②
由牛頓第二定律得               FG=mg------③
因而需要用計(jì)時(shí)表測量周期T,用天平測量質(zhì)量,用彈簧秤測量重力;
故選:ABC.
由第一問討論可知,需要用計(jì)時(shí)表測量周期T,用天平測量質(zhì)量,用彈簧秤測量重力;
飛船繞行星表面運(yùn)行的周期T,質(zhì)量為m的物體在行星上所受的重力FG
(3)由①②③三式可解得
            R=\frac{{{F}_{G}T}^{2}}{{4π}^{2}m}
            M=\frac{{{F}_{G}^{3}T}^{4}}{16{π}^{4}{Gm}^{3}}
故答案為:(1)飛船繞行星表面運(yùn)行的周期T;質(zhì)量為m的物體在行星上所受的重力FG
(2)A,B,C  
(3)\frac{{{F}_{G}^{3}T}^{4}}{16{π}^{4}{Gm}^{3}};\frac{{{F}_{G}T}^{2}}{{4π}^{2}m}

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵先要弄清實(shí)驗(yàn)原理;萬有引力等于重力,及萬有引力等于向心力,再根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理選擇器材,計(jì)算結(jié)果.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.如圖所示,一質(zhì)量為m的小球用長為L的輕質(zhì)細(xì)線懸于O點(diǎn),與O點(diǎn)處于同一水平線上的P點(diǎn)處有一個(gè)光滑的細(xì)釘,OP=\frac{L}{2},在A點(diǎn)給小球一個(gè)水平向左的初速度,發(fā)現(xiàn)小球恰能到達(dá)跟P點(diǎn)在同一豎直線上的最高點(diǎn)B,已知重力加速度為g,(設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)線不會(huì)被拉斷)
(1)若不計(jì)空氣阻力,小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率為多大?
(2)若不計(jì)空氣阻力,小球初速度v0=2\sqrt{gL},試判斷小球能否到達(dá)B點(diǎn)?若能到達(dá),求在B點(diǎn)時(shí)細(xì)線受到小球的拉力的大�。�
(3)若空氣阻力不能忽略,且給小球向左的初速度v0′=3\sqrt{gL}時(shí)小球恰能到達(dá)B點(diǎn),求這一過程中空氣阻力對小球所做的功.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.下列哪個(gè)選項(xiàng)中的單位屬于國際單位制中的基本單位( �。�
A.密度  加速度   質(zhì)量   電流B.千克   米   秒    安培
C.厘米  克   小時(shí)   伏特D.質(zhì)量  長度   時(shí)間   物質(zhì)的量

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7.某物體以30m/s的初速度豎直上拋,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,下列關(guān)于物體在5s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況,說法正確的是(  )
A.路程為65mB.位移大小為25m,方向向上
C.速度改變量的大小為10m/sD.平均速度大小為13m/s,方向向上

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.如圖所示,足夠長的固定斜面與水平面的夾角位37°,物體A以初速度V1從斜面頂端水平拋出,物體B在斜面上距頂端L=15m處同時(shí)以速度V2沿斜面向下勻速運(yùn)動(dòng),經(jīng)歷時(shí)間t物體A和物體B在斜面上相遇,則下列各組速度和時(shí)間中滿足以上條件的是(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)(  )
A.V1=16m/s,V2=15m/s,t=3sB.V1=16m/s,V2=15m/s,t=2s
C.V1=20m/s,V2=16m/s,t=2sD.V1=20m/s,V2=20m/s,t=3s

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測微器分別測量一金屬圓柱體的外直徑D和厚度d,測量的示數(shù)如圖所示,該金屬圓柱體的外直徑D為1.240 cm,厚度d為6.000mm.

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11.長度不同的兩根細(xì)繩懸于同一點(diǎn),另一端各系一個(gè)質(zhì)量相同的小球,使它們在同一水平面內(nèi)做圓錐擺運(yùn)動(dòng),如圖所示,則兩個(gè)圓錐擺相同的物理量是( �。�
A.周期B.線速度C.向心力D.繩的拉力

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8.兩個(gè)小球相距L時(shí)萬有引力大小為F,當(dāng)它們之間的距離增大為2L時(shí),則它們之間的萬有引力大小將變?yōu)椋ā 。?table class="qanwser">A.\frac{F}{4}B.4FC.2FD.\frac{F}{2}

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

9.一束帶電粒子流以同一方向垂直射入一磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,在磁場中分成兩條軌跡1和2,如圖所示,那么它們的速度v、電荷q、荷質(zhì)比\frac{q}{m}之間的關(guān)系可以肯定是( �。�
A.都是負(fù)粒子流B.都是正粒子流
C.\frac{{q}_{1}}{{m}_{1}}=\frac{{q}_{2}}{{m}_{2}},則v1<v2D.\frac{{q}_{1}}{{m}_{1}}=\frac{{q}_{2}}{{m}_{2}},則v1=v2

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