题目内容

(2011?湖北模拟)冥王星相比地球距离太阳更遥远,冥王星的质量约为地球质量的0.0022倍,半径约为地球半径的0.19倍.根据以上信息可以确定(  )
分析:根据万有引力提供向心力,列出等式表示出所要比较的物理量.
根据题目中已知条件进行比较.
解答:解:A、根据冥王星和地球绕太阳做圆周运动,由万有引力提供向心力:
GMm
r2
=m(
T
)
2
 r

T=
4π2r3
GM
,M为太阳的质量,r为轨道半径.
由于冥王星相比地球距离太阳更遥远,即冥王星的轨道半径大于地球的轨道半径,
所以冥王星绕太阳运行的周期大于地球的公转周期.故A错误.
B、根据冥王星和地球绕太阳做圆周运动,由万有引力提供向心力:
GMm
r2
=ma
a=
GM
r2

由于冥王星相比地球距离太阳更遥远,即冥王星的轨道半径大于地球的轨道半径,
所以冥王星绕太阳运行的向心加速度小于地球的向心加速度.故B错误.
C、冥王星自转周期为6387天;地球自转周期为23时56分4秒.故C错误.
D、由万有引力等于重力:
GMm
R2
=mg
g=
GM
R2
,g为星球表面重力加速度,R为星球半径.
所以冥王星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比:
g1
g2
=
0.0022
(0.19)2
=0.06,故D正确.
故选D.
点评:向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用.
要比较一个物理量大小,我们应该把这个物理量先表示出来,在进行比较.
练习册系列答案
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(2011?湖北模拟)一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系.实验装置如下图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小刚球接触.将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹.
(1)若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为
Ep=
mgs2
4h
Ep=
mgs2
4h

(2)该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据:
弹簧压缩量x/(cm) 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
小球飞行水平距离s/m 2.01 3.00 4.01 4.98 6.01 6.99
结合(1)问与表中数据,弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为
Ep=
104mgx2
h
Ep=
104mgx2
h

(3)完成实验后,该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变:(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;(II)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y.若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L,则(II)步骤中弹簧的压缩量应该为
x=
L
200
h
y
x=
L
200
h
y


(4)若该同学在完成图乙实验的过程中,弹簧与桌子右边缘不垂直,用(3)问的方法计算得出的弹簧压缩量比实际
偏小
偏小
(选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”).

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