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题目
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火星质量是地球质量的0.1倍,半径是地球半径的0.5倍,火星被认为是除地球之外最有可能有水(有生命)的星球,北京时间2004年1月4日12时35分,在经历了206天、4.8亿公里星际旅行的美国火星探测器“勇气号”成功在火星表面上着陆,据介绍,“勇气号”在进入火星大气层之间的速度大约是声速的16倍.为了保证“勇气号”安全着陆,科学家给它配备了隔热舱、降落伞、减速火箭和气囊等,进入火星大气层后,先后在不同时刻,探测器上的降落伞打开、气囊开始充气、减速火箭点火,当探测器在着陆前3s时,探测器的速度减为零,此时,降落伞的绳子被切断,探测器自由落下,求探测器自由下落的高度(假设地球和火星均为球体,由于火星的气压只有地球的大气压强的1%,则探测器所受阻力可忽略不计,取地球表面的重力加速度g=10m/s2
答案
设地球质量为M,火星质量为M,地球半径为R,火星半径为R,地球表面处的重力加速度为g,火星表面处的加速度为g,根据万有引力定律:
物体在地球表面上时有 G
Mm
R2地
=mg

同理,物体在火星表面上时有G
Mm
R2火
=mg

由②/①得:
g
g
=
M
M
•(
R
R
)2=
1
10
×22=0.4
g=0.4×g=4m/s2
由题意知,探测器在着陆前3s时开始做自由落体运动,设探测器自由下落的高度为h,则h=
1
2
gt2=
1
2
×4×32m=18m

答:探测器自由下落的高度为18m.
核心考点
试题【火星质量是地球质量的0.1倍,半径是地球半径的0.5倍,火星被认为是除地球之外最有可能有水(有生命)的星球,北京时间2004年1月4日12时35分,在经历了20】;主要考察你对万有引力定律及其应用等知识点的理解。[详细]
举一反三
太阳现正处于主序星演化阶段,它主要是由电子的
 11
H、
 42
He等原子核组成,维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是2e+4
 11
H→
 42
He+释放的核能,这些核能最后转化为辐射能,根据目前关于恒星演化的理论,若由于聚变反应而使太阳中的
 11
H核数目从现有数减少10%,太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段,为了简化,假定目前太阳全部由电子和
 11
H核组成.
(1)为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量M,已知地球半径R=6.4×106 m,地球质量m=6.0×1024 kg,月地中心的距离r=1.5×1011 m,地球表面处的重力加速度g=10m/s2,1年约为3.2×107 s,试估算目前太阳的质量M.
(2)已知质量mp=1.6726×10-27 kg,
 42
He质量ma=6.6458×10-27 kg,电子质量me=0.9×10-30 kg,光速c=3×108 m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.
(3)又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上,每秒通过的太阳辐射能W=1.35×103 J/m2.试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命.(估算结果只要求一位有效数字)
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(B)“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星,它在距离月球表面高度为200km的圆形轨道上运行,运行周期为127分钟.已知引力常量G=6.67×10-11N•m2/kg2,月球的半径为1.74×103km,利用以上数据估算月球的质量约为______kg,月球的第一宇宙速度约为______km/s.
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(供选学物理1-1的考生做)我国的航空航天事业取得了巨大成就.2007年10月和2010年10月29日,我国相继成功发射了“嫦娥一号”和“嫦娥二号”探月卫星,它们对月球进行了近距离探测,圆满完成了预定的科研任务.如图所示,“嫦娥一号”和“嫦娥二号”环绕月球做匀速圆周运动时,距月球表面的高度分别为h和
h
2
.已知月球的半径为R.
(1)求“嫦娥一号”和“嫦娥二号”环绕月球运动的线速度大小之比;
(2)已知“嫦娥一号”的运行周期为T,求“嫦娥二号”的运行周期.
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如图所示的是嫦娥三号飞船登月的飞行轨道示意图,下列说法正确的是(  )
A.在地面出发点A附近,即刚发射阶段,飞船处于超重状态
B.从轨道上近月点C飞行到月面着陆点D,飞船处于失重状态
C.飞船在环绕月球的圆轨道上B处须点火减速才能进入椭圆轨道
D.飞船在环绕月球的椭圆轨道上时B处的加速度小于在圆轨道上时B处的加速度
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“神舟十号”载人飞船于2013年6月11日下午5点38分在甘肃酒泉卫星发射中心发射升空,并成功进入预定轨道.飞船人轨后,先后与“天宫一号“进行了一次自动交会对接和一次航天员手控交会对接,它在轨飞行了15天.现若知道该飞船绕地球做匀速圆周运动的周期T、轨道半径R及引力常量G,则由题中已知条件可求得(  )
A.该飞船的质量
B.该飞船绕地球做圆周运动的向心加速度的大小
C.该飞船绕地球做圆周运动的向心力的大小
D.地球公转的角速度
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