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14.探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空,最终进入距月球表面高为h的圆形工作轨道,设月球半径为R,月球表面的重力速度为g,万有引力常量为G,则下列说法正确的是( )| A. | 飞行试验器在工作轨道上的加速度为($\frac{R}{R+h}$)2g | |
| B. | 飞行试验器绕月球运行的周期为2π$\sqrt{\frac{R}{g}}$ | |
| C. | 飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为$\sqrt{g(R+h)}$ | |
| D. | 月球的平均密度为$\frac{3g}{4πGR}$ |
分析 根据万有引力与星球表面重力相等列出等式,根据牛顿第二定律得出飞行试验器在工作轨道上的加速度;
飞行器绕月运行时万有引力提供圆周运动向心力列出等式求解;
根据万有引力提供向心力,推导出线速度求解;
根据密度定义求解.
解答 解:A、根据万有引力与星球表面重力相等得
mg=$\frac{GMm}{{R}^{2}}$
根据牛顿第二定律得
飞行试验器在工作轨道上的加速度a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$=($\frac{R}{R+h}$)2g,故A正确;
B、飞行器绕月运行时万有引力提供圆周运动向心力有:
$\frac{GMm}{{r}^{2}}$=m$\frac{{4π}^{2}}{{T}^{2}}$r,可得T=2π$\sqrt{\frac{{r}^{3}}{GM}}$=2π$\sqrt{\frac{{(R+h)}^{3}}{{gR}^{2}}}$,故B错误;
C、飞行器工作轨道上的绕行速度满足$\frac{GMm}{{(R+h)}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{R+h}$
即v=$\sqrt{\frac{GM}{R+h}}$=$\sqrt{\frac{{gR}^{2}}{R+h}}$,故C错误;
D、月球的密度 ρ=$\frac{M}{\frac{4{πR}^{3}}{3}}$=$\frac{3g}{4πGR}$,故D正确.
故选:AD.
点评 万有引力提供圆周运动向心力和万有引力与星球表面重力相等是解决此类问题的主要入手点,关键是掌握相关公式及公式变换.
练习册系列答案
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| A. | 这列波的波长为λ=2m | |
| B. | 乙图可能是图甲中质点Q的振动图象 | |
| C. | 这列波的传播速度为v=3m/s | |
| D. | 这列波的波源起振方向为向下 |
3.
19世纪安培通过比较环形电流的磁场与磁体磁场的相似性,提出了分子电流理论,说明了磁体的磁场和电流的磁场具有相同的起源,即磁现象的电本质.请你通过这种相似性分析说明当把如图所示的载流导体环放置在磁体附近,导体环及悬线的偏转情况是( )
| A. | 从上往下看,导体环顺时针旋转,同时悬线向左偏转 | |
| B. | 从上往下看,导体环逆时针旋转,同时悬线向右偏转 | |
| C. | 导体环不旋转,悬线向右偏转 | |
| D. | 导体环不旋转,悬线向左偏转 |
4.
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| A. | 小球到达B点时的速度大小为$\sqrt{2gR}$ | |
| B. | 小球到达B点时的速度大小为$\sqrt{gR}$ | |
| C. | 小球在滑动过程中的最大速度为$\sqrt{(\sqrt{5}-1)gR}$ | |
| D. | 小球在滑动过程中的最大速度为$\sqrt{2gR}$ |