题目内容

1.随着我国探月三步走计划的实现,中华儿女到月球上去旅游不再是梦想,将来有一天你会成功登上月球,若月球质量是地球质量的$\frac{1}{81}$,月球的半径约是地球半径的$\frac{1}{4}$,地球表面的重力加速度是g,地球的半径为R,你在地面上能向上竖直跳起的最大高度为h,忽略自转的影响,下列说法正确的是(  )
A.你以在地球上相同的初速度在月球上起跳后,能达到的最大高度是$\frac{81}{8}$h
B.月球表面的重力加速度是$\frac{16}{81}$g
C.月球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为$\frac{4}{9}$
D.月球的密度为$\frac{16g}{27πGR}$

分析 求一个物理量之比,我们应该把这个物理量先表示出来,在进行之比,根据万有引力等于重力,得出重力加速度的关系,根据万有引力等于重力求出质量表达式,再由密度定义可得月球的密度;由重力加速度可得出上升高度的关系,根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度的关系.

解答 解:B、物体在月球和地球表面附近做竖直上抛运动,上升的最大高度可由运动学公式$h=\frac{v^2}{2g}$求得,由公式可知上升的最大高度与当地的重力加速度成反比,根据万有引力定律可得,地球表面上的重力加速度为:$g=\frac{{{G_1}{M_1}}}{R_1^2}$,月球表面上的重力加速度为:$g'=\frac{{G{M_2}}}{R_2^2}$,所以$\frac{g'}{g}=\frac{{{M_2}R_1^2}}{{{M_1}R_2^2}}=\frac{16}{81}$,故B正确;
A、由于速度相同,由$h=\frac{v^2}{2g}$求得h'g'=hg,解得$h'=\frac{81}{16}h$,故A错误;
C、由$G\frac{Mm}{R^2}=m\frac{v^2}{R}$,得到$v=\sqrt{\frac{GM}{R}}$,月球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的$\frac{2}{9}$,故C错误;
D、由于$g'=\frac{{G{M_2}}}{R_2^2}$,解得密度$ρ=\frac{M_2}{V}=\frac{M_2}{{\frac{4}{3}πR_2^3}}=\frac{3g'}{{4πG{R_2}}}=\frac{16g}{27πGR}$,故D正确;
故选:BD

点评 通过物理规律把进行比较的物理量表示出来,再通过已知的物理量关系求出问题是选择题中常见的方法.把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题.

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