我國將宇航員送入太空,標(biāo)志著我國的航天事業(yè)發(fā)展達(dá)到了很高的水平,我國還計劃將宇航員送到月球,為了使飛船順利升空,飛船需要一個沿豎直方向的加速過程,在加速過程中,宇航員處于超重狀態(tài),人們把這種狀態(tài)下宇航員對于座椅的壓力與靜止在地球表面時所受的重力的比值,稱為耐受力值,用k表示,優(yōu)秀的宇航員的耐受力值為4≤k≤12.若宇航員到達(dá)月球后返回時,需要一個同樣的加速過程,設(shè)宇航員在月球上承受座椅的壓力情況與在地球上相同,已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的
1
81
,月球半徑約為地球半徑的
1
3.8
,地球表面附近的重力加速度g=9.8m/s2,求:
(1)月球表面的重力加速度g'是多少?
(2)飛船在月球上的最大加速度是多大?(最后結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
分析:(1)根據(jù)萬有引力定律,結(jié)合牛頓第二定律,由萬有引力等于重力,即可求解;
(2)根據(jù)牛頓第二定律,結(jié)合萬有引力定律,即可求解.
解答:解:(1)在地球表面G
Mm
R2
=mg
,
在月球表面G
M
81
?m
(
R
3.8
)2
=mg′

得月球表面的重力加速度g′=
3.82
81
g=1.75m/s2

(2)宇航員返回時的加速過程有N-mg'=ma
依題意N=kmg;取k=12時,有最大加速度,
最大加速度am=12g-g'=116m/s2
答:(1)月球表面的重力加速度g'是1.75m/s2;
(2)飛船在月球上的最大加速度是116m/s2
點評:考查萬有引力定律,掌握牛頓第二定律的應(yīng)用,注意建立正確的模型.
練習(xí)冊系列答案
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