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2013年12月15日,“玉兔”登月车着月后牵动了亿万中华儿女的心.12月26日,玉兔进入为期14个地球日的月夜休眠期.某同学在学习中记录了一些与地球月球有关的数据资料如表中所示,利用这些数据来计算地球表面与月球表面之间的距离s,则下列运算公式中不正确的是(  )
地球半径 R=6 400km
月球半径 r=1740km
地球表面重力加速度 g0=9.80m/s2
月球表面重力加速度 g′=1.56m/s2
月球绕地球转动的线速度 v=1km/s
月球绕地球转动的周期 T=27.3天
光速 c=2.998×108km/s
用激光器向月球表面发射激光光束,经过约t=2.565s接收到从月球表面反射回来的激光信号
分析:根据激光器发出激光束从发出到接收的时间和光速,可求出地球表面与月球表面之间的距离s.根据月球绕地球转动的线速度,求出月地间的距离,再求出s.月球绕地球做匀速圆周运动,由地球的万有引力提供向心力,由牛顿第二定律求出月地间的距离,再求出s.
解答:解:A、由题,激光器发出激光束从发出到接收的时间为t=2.565s,光速为c,则有:s=c
t
2
,故A正确.
B、由题,月球绕地球转动的线速度为:v=1km/s,周期为:T=27.3s,则月球公转的半径为:R′=
vT
2π
,s=R′-R-r=
vT
2π
-R-r.故B正确.
C、月球表面的重力加速度g′与月球绕地球转动的线速度v没有关系,不能得到g′=
v2
R′
,则不能求出R′=
v2
g′
.故C错误.
D、以月球为研究对象,月球绕地球公转时,由地球的万有引力提供向心力.设地球质量为M,月球的质量为m,则得:G
Mm
R′2
=m
4π2R′
T2
,
又在地球表面,有:g0=
GM
R2


联立上两式得:R′=
3
g0R2T2
4π2

则有:s=s=R′-R-r=R′=
3
g0R2T2
4π2
-R-r.故D正确.
本题选不正确的,故选:C.
点评:本题要理清思路,明确好研究的对象和过程,要充分利用表格的数据求解s,考查运用万有引力和圆周运动规律解决天体问题的能力.
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