题目内容
8.用M表示地球的质量,R表示地球的半径,r月地表示月球到地球的距离,在地球引力作用下:(1)地面上物体的重力加速度g=$\frac{GM}{{R}^{2}}$
(2)月球的加速度a月=$\frac{GM}{{(R{+r}_{月地})}^{2}}$
(3)已知r月地=60R,利用(1)(2)求$\frac{{a}_{月}}{g}$=$\frac{1}{3600}$
(4)已知r月地=3.8×108m,月球绕地球运行的周期T=27.3天,计算月球绕地球运行的向心加速度a月
(5)已知重力加速度g取9.8m/s2,利用(4)中算出的a月,求得$\frac{{a}_{月}}{g}$的值
(6)比较(3)(5),你能得出什么结论?
分析 (1)由重力等于万有引力,计算地面上物体的重力加速度
(2)地月引力提供月球向心力,求解月球的加速度
(3)已知r月地=60R,利用(1)(2)求$\frac{{a}_{月}}{g}$
(4)由向心加速度计算月球绕地球运行的向心加速度a月
(5)已知重力加速度g取9.8m/s2,利用(4)中算出的a月,求得$\frac{{a}_{月}}{g}$的值
解答 解:(1)由重力等于万有引力,计算地面上物体的重力加速度为:mg=$\frac{GMm}{{R}^{2}}=mg$,
得:g=$\frac{GM}{{R}^{2}}$
(2)地月引力提供月球向心力,求解月球的加速度:$\frac{GMm}{{(R{+r}_{月地})}^{2}}={ma}_{月}$,
得:${a}_{月}=\frac{GM}{{(R{+r}_{月地})}^{2}}$
(3)已知r月地=60R,则有:$\frac{{a}_{月}}{g}$=$\frac{{R}^{2}}{{(R{+r}_{月地})}^{2}}=\frac{1}{{61}^{2}}$≈$\frac{1}{3600}$
(4)由向心加速度计算月球绕地球运行的向心加速度为:
${a}_{月}{{=r}_{月地(\frac{2π}{T})}}^{2}$=3.8${×10}^{8}{×(\frac{2×3.14}{27.3×24×3600})}^{2}$=0.0027m/s2.
(5)已知重力加速度g取9.8m/s2,利用(4)中算出的a月,求得:$\frac{{a}_{月}}{g}$=$\frac{0.0027}{9.8}≈\frac{1}{3600}$
(6)比较(3)(5)结论可得,地面上物体的引力与地球吸引月球的力是同一种力,遵守同样的规律.
答:(1)地面上物体的重力加速度为$\frac{GM}{{R}^{2}}$
(2)月球的加速度${a}_{月}=\frac{GM}{{(R{+r}_{月地})}^{2}}$
(3)利用(1)(2)求$\frac{{a}_{月}}{g}$为$\frac{1}{3600}$
(4)月球绕地球运行的向心加速度为:0.0027m/s2.
(5)求得$\frac{{a}_{月}}{g}$的值为$\frac{1}{3600}$
(6)比较(3)(5)结论可得,地面上物体的重力与地球吸引月球的力是同一重力,遵守同样的规律.
点评 本题以牛顿的著名的月地检验为背景,比较简单,比较新颖.用到三种途径求解加速度:重力等于万有引力,重力加速度;地月引力提供月球向心力,求解月球的加速度;由向心加速度计算月球绕地球运行的向心加速度.
| A. | 物体由于做圆周运动而产生了一个指向圆心的力就是向心力 | |
| B. | 向心力不能改变做圆周运动物体的速度大小 | |
| C. | 做匀速圆周运动的物体,其向心力是不变的 | |
| D. | 做匀速圆周运动物体的其中一个受力方向背离圆心时,这个力没有提供向心力 |
| A. | sA<sB<sC | B. | sA=sB=sC | ||
| C. | sA>sB>sC | D. | 不知初速度的大小,无法比较 |
| A. | 卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构 | |
| B. | 天然放射现象表明原子核内部有电子 | |
| C. | 放射性元素的半衰期与核内自身因素有关,与原子所处的化学状态和外部条件无关 | |
| D. | 在核聚变的过程中,由于释放能量,发生质量亏损,但是聚变后原子的总质量数不变 |
| A. | 布朗运动就是固体分子无规则的运动 | |
| B. | 当分子间的距离变小时,分子间作用力可能减小,也可能增大 | |
| C. | 物体温度改变时物体分子的平均动能不一定改变 | |
| D. | 不计分子势能的气体,吸收热量时温度一定升高 |