火星质量是地球质量的0.1倍,半径是地球半径的0.5倍.火星被认为是除地球之外最可能有水(有生命)的星球.北京时间2004年1月4日12时35分,在经历了206天、4.8亿公里星际旅行的美国火星探测器“勇气”号成功在火星表面上着陆.据介绍,“勇气”号在进入火星大气层之前的速度大约是声速的16倍.为了保证“勇气”号安全着陆,科学家给它配备了隔热舱、降落伞、减速火箭和气囊等.进入火星大气层后,先后在不同时刻,探测器上的降落伞打开、气囊开始充气、减速火箭点火,当探测器在着陆前3s时,探测器自由下落,求探测器自由下落的高度(假设地球和火星均为球体,由于火星的气压只有地球的大气压强的1%,则探测器所受空气阻力可忽略不计,取地球表面的重力加速度g=10m/s2).
设地球质量为M地,火星质量为M火,地球半径为R地,火星半径为R火,地球表面处的重力加速度为g地,火星表面处的重力加速度为g火,根据万有引力定律: 物体在地球表面上时有 ① 同理,物体在火星表面上时有 ② 由得: g火=0.4×g地=4m/s2 由题意知,探测器在着陆前3s时开始做自由落体运动,设探测器自由下落的高度为h,则 . 说明:求解本题关键要明确在中学物理范围内,通常不考虑天体自转的影响,可以认为天体对其表面物体的引力与该物体所受重力相同,即,任何天体表面重力加速度可以表示为.由于不同天体质量和半径不同,所以不同天体表面重力加速度不同.通常g=9.8m/s2是地球表面的重力加速度. |
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科学家认为火星是太阳系内除地球以外最有可能存在生命的星球。已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,火星的质量是地球质量的0.1倍,火星的半径是地球半径的0.5倍。假设火星是个均匀的球体,且不考虑火星表面大气阻力的影响,请推导并利用以上字母表达:
(1)火星表面的重力加速度g0;
(2)火星探测器能够环绕火星做匀速圆周运动的最大速度;
(3)火星探测器能够围绕火星做匀速圆周运动的最小周期T0。
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题
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科目:高中物理 来源:2006年江苏省淮安市高考物理二模试卷(解析版) 题型:解答题
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