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【题目】2013年12月14日,我国发射的首颗登月探测器“嫦娥3号”,携“玉兔”月球车(图示)一起登陆月球,月球车在月面巡视勘察,月球车的质量约为72kg。

(1)探测器只能靠发动机点火受力,软着陆在月球表面,这里涉及的力学知识是____;

(2)月球上温度的变化完全由阳光直接决定,月球表面白天温度可达150℃,而夜间会降至-180℃,昼夜温差高达330℃,即使在白天,照亮区域与阴影区域的温差同样高达300℃.月球车的零件应使用热胀冷缩较____(选填“明显”或“微弱”)的材料制作,零件之间应____(选填“留有缝隙”或“紧密结合”)。

(3)不怕冷热、轻巧敏捷的月球车装有“岩芯取样器”,能对月面岩石进行研磨并取回研究你认为制作月球车的材料应具备哪些物理属性?(写出两点)

①____; ②____。

(4)月球车到月球上后质量____(填“变大”、“变小”或“不变”),月球上物体的重力约为地球上的1/6,月球车在月球上受到的重力为____N。如果一个质量为54kg的举重运动员在地球上最多能举起150kg的物体,到月球上他最多能举起____N的物体。

(5)美国航天员曾涉足月球,由于他们远离地球,地球对它们的引力作用已减弱到可以忽略(Ⅰ),而这时月球的引力则起主要作用。其实,宇宙间任何两个物体之间都存在着引力作用(Ⅱ)。通常两个较轻物体之间的引力十分微小,我们不易察觉到,但宇宙天体间(如太阳和地球)的引力就非常大(Ⅲ)。回答下列问题:

①第(Ⅱ)句其实是牛顿所创立的万有引力理论,由第(Ⅰ)句,我们可以知道万有引力跟____有关,再由第(Ⅲ)句我们可以猜想出万有引力还跟____有关。

②在月球上,美国航天员可以做到的是(_____)

A.放风筝 B.扔石头 C.打雪仗 D.轻轻一跳就能离开月球

【答案】力的作用是相互的 微弱 留有缝隙 密度小 硬度大 不变 120 9000 距离 质量 B

【解析】

(1)发动机点火向下喷出高温高压燃气,使嫦娥3号减速,软着陆在月球表面,说明物体间力的作用是相互的;

(2)月球上昼夜温差特别大,因此月球车的零件应采用热胀冷缩小的材料,零件之间留有适当空隙,避免高温膨胀时造成变形损坏;

(3)因为月球车不怕冷热又轻巧敏捷,所以说它的密度小,而能对月面岩石进行研磨,说明它的硬度大,同时制作月球车的材料还应具备耐高温、耐低温、热胀冷缩程度小等特点;

(4)质量是物体本身的一种属性,与物体的位置无关,所以月球车登陆月球后质量不变;月球车在月球表面上受到的重力:G月=;

举重运动员在地球上最多能举起物体的重力:G′=m′g=150kg×10N/kg=1500N,物体在月球上的重力是在地球上的,该运动员在月球上能举起相当于地球上的重力:1500N×6=9000N;

(5)①∵航天员和月球的距离比较近,这时月球的引力则起主要作用,而他们远离地球,地球对它们的引力作用可以忽略,∴由第(Ⅰ)句,我们可以知道万有引力跟距离有关;

∵两个较轻物体质量小,它们之间的引力十分微小,宇宙天体质量大,它们间的引力就非常大,∴由第(Ⅲ)句我们可以猜想出万有引力还跟质量有关;

②A、风筝是靠空气的升力放飞的,月球上没有空气,无法放风筝,故A不符合题意;

B、扔石块克服的是物体的重力,物体在月球上的重力比地球小一些,但在月球上可以扔石块,克服其重力,故B符合题意;
C、雪是云层中的水蒸气凝华形成的,月球上没有水蒸气,不会形成雪,所以不可能打雪仗。故C不符合题意;

D、物体在月球上的重力比地球小一些,轻轻一跳不能离开月球,由于重力的作用还会落下来,故D不符合题意。

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