题目内容
18.美国宇航局(NASA)于北京时间2015年9月28日晚间23时30分宣布有关火星探索的重要科学发现-火星上存在液态水的“强有力”证据,荷兰一家名为“火星一号”的公司计划在2023年把4名宇航员送上火星.假设宇航员登录火星后,测得火星的半径是地球半径的$\frac{1}{2}$,火星质量是地球质量的$\frac{1}{9}$,已知地球表面的重力加速的为g,地球半径为R,宇航员在地面上能向上跳起的最大高度为h,忽略自转的影响,下列说法正确的是( )| A. | 火星的密度是$\frac{2g}{3πGR}$ | |
| B. | 火星表面的重力加速度为$\frac{2g}{9}$ | |
| C. | 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的比值为$\frac{2}{3}$ | |
| D. | 宇航员在火星上跳起后,能达到的最大高度为$\frac{9}{8}$h |
分析 根据万有引力等于重力得出地球的质量,从而求出地球的密度,结合火星半径和地球半径的关系,以及质量关系求出火星的密度.根据万有引力等于重力求出火星表面的重力加速度.根据万有引力提供向心力得出第一宇宙速度的表达式,从而得出第一宇宙速度之比.根据表面的重力加速度之比,结合速度位移公式求出上升的最大高度关系.
解答 解:A、根据$G\frac{{M}_{地}m}{{R}^{2}}=mg$得,地球的质量${M}_{地}=\frac{g{R}^{2}}{G}$,地球的密度$ρ=\frac{{M}_{地}}{\frac{4π{R}^{3}}{3}}$=$\frac{3g}{4πGR}$,因为火星的半径是地球半径的$\frac{1}{2}$,则体积是地球的$\frac{1}{8}$,火星的质量是地球质量的$\frac{1}{9}$,则火星的密度是地球密度的$\frac{8}{9}$,即为$\frac{2g}{3πGR}$,故A正确.
B、根据g=$\frac{GM}{{R}^{2}}$知,火星的半径是地球半径的$\frac{1}{2}$,火星质量是地球质量的$\frac{1}{9}$,则火星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的$\frac{4}{9}$,即为$\frac{4}{9}g$,故B错误.
C、根据$G\frac{Mm}{{R}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{R}$得,v=$\sqrt{\frac{GM}{R}}$,火星的半径是地球半径的$\frac{1}{2}$,火星质量是地球质量的$\frac{1}{9}$,则火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的$\frac{\sqrt{2}}{3}$倍,故C错误.
D、火星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的$\frac{4}{9}$,根据h=$\frac{{v}^{2}}{2g}$知,上升的最大高度为$\frac{9}{4}h$,故D错误.
故选:A.
点评 解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论:1、万有引力等于重力,2、万有引力提供向心力,并能灵活运用.
①石头的质量 ②石头初速度的大小
③石头初速度的仰角 ④石头的抛出时的离地高度.
| A. | ①② | B. | ③④ | C. | ①③ | D. | ②④ |
| A. | 将向上偏转 | B. | 将向下偏转 | C. | 仍匀速直线通过 | D. | 将向纸面外偏转 |
| A. | 环上滑经过c点的速度等于下滑经过c点的速度 | |
| B. | 环上滑经过c点的速度大于下滑经过c点的速度 | |
| C. | 环经过b点时,弹簧的弹性势能是mgLsinα-$\frac{1}{2}m{v^2}$ | |
| D. | 环经过b点时,弹簧的弹性势能是mgLsinα-$\frac{1}{4}m{v^2}$ |
| A. | W1=25W W2=28W | B. | W1=16W W2=18W | C. | W1=25W W2=17W | D. | W1=18W W2=25W |