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物體時，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物體時，物體的水平射程之比為多少？

解析：我們可以依據(jù)星球表面對物體的萬有引力等于物體重力的關(guān)系，求得重力加速度的表達式，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動規(guī)律求得第一問中物體上升的最大高度之比以及第二問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動，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動，從拋出到落地所用時間分別為：

t月=，t地=

在水平方向做勻速直線運動，其水平的射程之比為：

=2.37.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

我國發(fā)射的“嫦娥一號”探月衛(wèi)星，實現(xiàn)了國人百年奔月的夢想．
（1）如圖1是某同學對“嫦娥一號”探月衛(wèi)星繞月運行的可能軌道的猜想，其中不可能實現(xiàn)的是哪個圖對應(yīng)的軌道，你的理由是什么？

（2）如果宇航員在月球表面上，測出小物塊自由下落h高度所用的時間為t；測出繞月衛(wèi)星在靠近月球表面圓軌道上飛行時的周期是T，已知萬有引力常量為G．請你用上述各量推導出月球質(zhì)量的表達式．
（3）某學校物理興趣小組研究“嫦娥一號”探月衛(wèi)星的發(fā)射和運行情況時猜想：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，由于月球的遮擋，在地球上總有一段時間接收不到衛(wèi)星發(fā)來的微波信號．為了驗證自己的猜想，他們設(shè)計了如圖2所示的電腦模擬實驗：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，證實了他們的猜想是正確的．
在實驗中他們設(shè)計和測量的各類數(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)星繞月球運行的周期為T，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=180r．請你求出：在這個模擬實驗中，衛(wèi)星繞月球運行一個周期的時間內(nèi)，地球不能接收到衛(wèi)星發(fā)射的微波信號的時間（萬有引力恒量為G，cos89°=
190
）．

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科目：高中物理 來源： 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）”的化學元素．科學家初步估計月球上至少有100萬噸“氦3”，如果相關(guān)技術(shù)開發(fā)成功，將能為地球帶來取之不盡的能源．關(guān)于“氦3（32He）”核與氘核的反應(yīng)，下列說法中正確的是
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）”一個核子的結(jié)合能大于“氦4（42He）”一個核子的結(jié)合能
D．“氦3（32He）”的原子核與一個氘核發(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）之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，而彈簧自由端C到彈簧固定端D所對應(yīng)的滑板上表面光滑．小木塊A 以速度v0=10m/s由滑板B左端開始沿滑板B表面向右運動．已知木塊A的質(zhì)量m=1kg，g取10m/s2．
求：①彈簧被壓縮到最短時木塊A的速度；
②木塊A壓縮彈簧過程中彈簧的最大彈性勢能．

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科目：高中物理 來源： 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）”的化學元素�？茖W家初步估計月球上至少有100萬噸“氦3”，如果相關(guān)技術(shù)開發(fā)成功，將能為地球帶來取之不盡的能源。關(guān)于“氦3（He）”核與氘核的反應(yīng)，下列說法中正確的是         

              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）”一個核子的結(jié)合能大于“氦4（He）”一個核子的結(jié)合能

              D．“氦3（He）”的原子核與一個氘核發(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）之間的動摩擦因數(shù)μ＝0．2，而彈簧自由端C到彈簧固定端D所對應(yīng)的滑板上表面光滑．小木塊A 以速度v0＝10 m/s由滑板B左端開始沿滑板B表面向右運動．已知木塊A的質(zhì)量m＝1kg，g取10 m/s2．

          求：①彈簧被壓縮到最短時木塊A的速度；

          ②木塊A壓縮彈簧過程中彈簧的最大彈性勢能．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（14分）

 

（1）開普勒行星運動第三定律指出：行星繞太陽運動的橢圓軌道的半長軸a的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方成正比，即，k是一個對所有行星都相同的常量。將行星繞太陽的運動按圓周運動處理，請你推導出太陽系中該常量k的表達式。已知引力常量為G，太陽的質(zhì)量為M太。

（2）開普勒定律不僅適用于太陽系，它對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)測定月地距離為3.84×108m，月球繞地球運動的周期為2.36×106S，試計算地球的質(zhì)M地。（G=6.67×10-11Nm2/kg2，結(jié)果保留一位有效數(shù)字）

【解析】：（1）因行星繞太陽作勻速圓周運動，于是軌道的半長軸a即為軌道半徑r。根據(jù)萬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)月球繞地球運動的軌道半徑為R，周期為T，由②式可得

                                ④

解得     M地=6×1024kg                         ⑤

（M地=5×1024kg也算對）

23．【題文】（16分）

     如圖所示，在以坐標原點O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，磁場方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子（不計重力）從O點沿y軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運動，經(jīng)t0時間從P點射出。

（1）求電場強度的大小和方向。

（2）若僅撤去磁場，帶電粒子仍從O點以相同的速度射入，經(jīng)時間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出。求粒子運動加速度的大小。

（3）若僅撤去電場，帶電粒子仍從O點射入，且速度為原來的4倍，求粒子在磁場中運動的時間。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解