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火星探测器着陆器降落到火星表面上时,经过多次弹跳才停下.假设着陆器最后一次弹跳过程,在最高点的速度方向是水平的,大小为v,从最高点至着陆点之间的距离为s,下落的高度为h,如图所示,不计一切阻力.
(1)求火星表面的重力加速度g
(2)已知万有引力恒量为G,火星可视为半径为R的均匀球体,忽略火星自转的影响,求火星的质量M.

【答案】分析:根据平抛运动规律求出星球表面重力加速度.
运用黄金代换式GM=gR2求出问题.
解答:解:(1)着陆器从最高点落至火星表面过程做平抛运动,由平抛规律得:
水平方向上,有x=vt                 ①
竖直方向上,有h=gt2              ②
着陆点与最高点之间的距离s满足s2=x2+h2            ③
由上3式解得火星表面的重力加速度g=            ④
(2)在火星表面的物体,重力等于火星对物体的万有引力,得mg=G             ⑤
把④代入⑤解得火星的质量  M=         
答:(1)火星表面的重力加速度g
(2)火星的质量M是
点评:重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量.
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.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

在勇气号火星探测器着陆的最后阶段,着陆器降落到火星表面上,再经过多次弹跳才停下来.假设着陆器第一次落到火星表面弹起后,到达最高点时高度为h,速度方向是水平的,速度大小为V0,求它第二次落到火星表面时速度的大小,计算时不计火星大气阻力.火星可视为半径为r0的均匀球体,其质量为M(万有引力常量为G).

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科目:高中物理 来源: 题型:

在勇气号火星探测器着陆的最后阶段,着陆器降落到火星表面上,再经过多次弹跳才停下来.假设着陆器第一次落到火星表面弹起后,到达最高点时高度为h,速度方向是水平的,速度大小为v0,它第二次落到火星表面时速度的大小V,不计火星大气阻力,火星可视为半径为r0的均匀球体.若已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r,求这个卫星的周期T.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?宝山区模拟)在火星探测器着的最后阶段,着陆器首先降落到火星表面上,再经过多次弹跳才停下来.假设着陆器第一次落到火星表面弹起后,到达最高点时的高度为h,速度大小为v0,而方向是水平的,则它第二次落到火星表面时速度的大小为
v
2
0
+
2r3h
T2r
2
0
 
v
2
0
+
2r3h
T2r
2
0
 
(计算时不计火星大气的阻力,已知火星一个卫星的圆轨道半径为r,周期为T,火星可视为半径为r0的球体).

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?汕头二模)火星探测器着陆器降落到火星表面上时,经过多次弹跳才停下.假设着陆器最后一次弹跳过程,在最高点的速度方向是水平的,大小为v0,从最高点至着陆点之间的距离为s,下落的高度为h,如图所示,不计一切阻力.
(1)求火星表面的重力加速度g0
(2)已知万有引力恒量为G,火星可视为半径为R的均匀球体,忽略火星自转的影响,求火星的质量M.

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