已知月球質(zhì)量是地球質(zhì)量的1/81，月球半徑是地球半徑的1/3.8．

(1)在月球和地球表面附近，以同樣的初速度分別豎直上拋一個(gè)物體時(shí)，上升的最大高度之比是多少？

(2)在距月球和地球表面相同高度處(此高度較小)，以同樣的初速度分別水平拋出一個(gè)物體時(shí)，物體的水平射程之比為多少？

答案：
解析：

　　解析：我們可以依據(jù)星球表面對(duì)物體的萬(wàn)有引力等于物體重力的關(guān)系，求得重力加速度的表達(dá)式，由題中條件求得月球和地球表面附近重力加速度的比例關(guān)系，結(jié)合豎直上拋與平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求得第一問(wèn)中物體上升的最大高度之比以及第二問(wèn)中物體的水平射程之比．

　　(1)在月球和地球表面附近豎直上拋的物體都做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，其上升的最大高度分別為：h月＝v02/2g月，h地＝v02/2g地，式中g(shù)月和g地是月球表面和地球表面附近的重力加速度，根據(jù)萬(wàn)有引力定律得：

　　g月＝，g地＝

　　于是得上升的最大高度之比為：

　　＝81×()2＝5.6．

　　(2)設(shè)拋出點(diǎn)的高度為H，初速度為v0，在月球和地球表面附近的平拋物體在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，從拋出到落地所用時(shí)間分別為：

　　t月＝，t地＝

　　在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其水平的射程之比為：

　　＝2.37．

　　方法歸納　此類問(wèn)題的關(guān)鍵是借助于萬(wàn)有引力定律公式與牛頓第二定律求取星球表面的加速度，從而依據(jù)拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律求取結(jié)果．


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

我國(guó)發(fā)射的“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了國(guó)人百年奔月的夢(mèng)想．
（1）如圖1是某同學(xué)對(duì)“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星繞月運(yùn)行的可能軌道的猜想，其中不可能實(shí)現(xiàn)的是哪個(gè)圖對(duì)應(yīng)的軌道，你的理由是什么？

（2）如果宇航員在月球表面上，測(cè)出小物塊自由下落h高度所用的時(shí)間為t；測(cè)出繞月衛(wèi)星在靠近月球表面圓軌道上飛行時(shí)的周期是T，已知萬(wàn)有引力常量為G．請(qǐng)你用上述各量推導(dǎo)出月球質(zhì)量的表達(dá)式．
（3）某學(xué)校物理興趣小組研究“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星的發(fā)射和運(yùn)行情況時(shí)猜想：衛(wèi)星要把拍攝到的各種圖片信息，持續(xù)不斷地用微波發(fā)回地面時(shí)，由于月球的遮擋，在地球上總有一段時(shí)間接收不到衛(wèi)星發(fā)來(lái)的微波信號(hào)．為了驗(yàn)證自己的猜想，他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖2所示的電腦模擬實(shí)驗(yàn)：固定地球和月球模型，讓衛(wèi)星繞月旋轉(zhuǎn)，在地球上安裝微波接收器，證實(shí)了他們的猜想是正確的．
在實(shí)驗(yàn)中他們?cè)O(shè)計(jì)和測(cè)量的各類數(shù)據(jù)是：地球、月球和衛(wèi)星的質(zhì)量分別為m地、m月和m衛(wèi)，衛(wèi)星繞月球運(yùn)行的周期為T(mén)，軌道半徑為r衛(wèi)=2r，地球和月球的半徑分別為r地=3r和r月=r，地球與月球之間的質(zhì)心距離為L(zhǎng)=180r．請(qǐng)你求出：在這個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)中，衛(wèi)星繞月球運(yùn)行一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，地球不能接收到衛(wèi)星發(fā)射的微波信號(hào)的時(shí)間（萬(wàn)有引力恒量為G，cos89°=
190
）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2011?山西二模）（1）月球土壤里大量存在著一種叫做“氦3（32He）”的化學(xué)元素．科學(xué)家初步估計(jì)月球上至少有100萬(wàn)噸“氦3”，如果相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)成功，將能為地球帶來(lái)取之不盡的能源．關(guān)于“氦3（32He）”核與氘核的反應(yīng)，下列說(shuō)法中正確的是
A
A

A．核反應(yīng)方程式為32He+21H→42He+11H 
B．核反應(yīng)生成物的質(zhì)量將大于參加反應(yīng)物的質(zhì)量
C．“氦3（32He）”一個(gè)核子的結(jié)合能大于“氦4（42He）”一個(gè)核子的結(jié)合能
D．“氦3（32He）”的原子核與一個(gè)氘核發(fā)生裂變將放出能量
（2）如圖所示，質(zhì)量M=4kg的滑板B靜止放在光滑水平面上，其右端固定一根輕質(zhì)彈簧，彈簧的自由端C到滑板左端的距離L=0.5m，這段滑板與木塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，而彈簧自由端C到彈簧固定端D所對(duì)應(yīng)的滑板上表面光滑．小木塊A 以速度v0=10m/s由滑板B左端開(kāi)始沿滑板B表面向右運(yùn)動(dòng)．已知木塊A的質(zhì)量m=1kg，g取10m/s2．
求：①?gòu)椈杀粔嚎s到最短時(shí)木塊A的速度；
②木塊A壓縮彈簧過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

［物理——選修3-5］（15分）

   （1）（5分）月球土壤里大量存在著一種叫做“氦3（ He）”的化學(xué)元素�？茖W(xué)家初步估計(jì)月球上至少有100萬(wàn)噸“氦3”，如果相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)成功，將能為地球帶來(lái)取之不盡的能源。關(guān)于“氦3（He）”核與氘核的反應(yīng)，下列說(shuō)法中正確的是         

              A．核反應(yīng)方程式為He＋H→He＋H

              B．核反應(yīng)生成物的質(zhì)量將大于參加反應(yīng)物的質(zhì)量

              C．“氦3（He）”一個(gè)核子的結(jié)合能大于“氦4（He）”一個(gè)核子的結(jié)合能

              D．“氦3（He）”的原子核與一個(gè)氘核發(fā)生裂變將放出能量

   （2）（10分）如圖所示，質(zhì)量M ＝4 kg的滑板B靜止放在光滑水平面上，其右端固定一根輕質(zhì)彈簧，彈簧的自由端C到滑板左端的距離L＝0．5m，這段滑板與木塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0．2，而彈簧自由端C到彈簧固定端D所對(duì)應(yīng)的滑板上表面光滑．小木塊A 以速度v0＝10 m/s由滑板B左端開(kāi)始沿滑板B表面向右運(yùn)動(dòng)．已知木塊A的質(zhì)量m＝1kg，g取10 m/s2．

          求：①?gòu)椈杀粔嚎s到最短時(shí)木塊A的速度；

          ②木塊A壓縮彈簧過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（14分）

 

（1）開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律指出：行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸a的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方成正比，即，k是一個(gè)對(duì)所有行星都相同的常量。將行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)按圓周運(yùn)動(dòng)處理，請(qǐng)你推導(dǎo)出太陽(yáng)系中該常量k的表達(dá)式。已知引力常量為G，太陽(yáng)的質(zhì)量為M太。

（2）開(kāi)普勒定律不僅適用于太陽(yáng)系，它對(duì)一切具有中心天體的引力系統(tǒng)（如地月系統(tǒng)）都成立。經(jīng)測(cè)定月地距離為3.84×108m，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為2.36×106S，試計(jì)算地球的質(zhì)M地。（G=6.67×10-11Nm2/kg2，結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

【解析】：（1）因行星繞太陽(yáng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，于是軌道的半長(zhǎng)軸a即為軌道半徑r。根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律有

                            ①

    于是有                           ②

即                                ③

（2）在月地系統(tǒng)中，設(shè)月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，周期為T(mén)，由②式可得

                                ④

解得     M地=6×1024kg                         ⑤

（M地=5×1024kg也算對(duì)）

23．【題文】（16分）

     如圖所示，在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子（不計(jì)重力）從O點(diǎn)沿y軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t0時(shí)間從P點(diǎn)射出。

（1）求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。

（2）若僅撤去磁場(chǎng)，帶電粒子仍從O點(diǎn)以相同的速度射入，經(jīng)時(shí)間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出。求粒子運(yùn)動(dòng)加速度的大小。

（3）若僅撤去電場(chǎng)，帶電粒子仍從O點(diǎn)射入，且速度為原來(lái)的4倍，求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解