精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
12岁的华裔小女生马天琪在美国火星探测车命名赛中夺冠,以“好奇心”命名探测车.“好奇号”火星探测器发射后经8个多月的长途跋涉,于2012年8月6日成功降落在火星表面,展开为期两年的火星探测任务.着陆时这辆火星车借助一个悬浮的“火箭动力太空起重机”完成降落,如图所示,着陆过程可简化为竖直向下的匀减速直线运动,到达火星表面速度刚好为零.若探测器从距火星表面高度h处开始减速,经时间t安全着陆,组合体的质量为m,提供的动力为F,火星的半径为R,引力常量为G.求:
(1)火星表面的重力加速度.
(2)火星的平均密度.
分析:(1)探测器减速下降过程,已知下降的高度为h,末速度为零,时间为t,运用逆向思维:把探测器的运动看成沿相反方向的初速度为零的匀加速运动,即可由位移求出加速度大小,根据牛顿第二定律求出火星表面的重力加速度;
(2)得到火星表面的重力加速度,又已知火星的半径为R,引力常量为G,根据万有引力近似等于重力,列式可求出火星的质量.
解答:解:(1)设探测器减速下降时的加速度大小为a,火星表面的重力加速度为g,将探测器的运动看成初速度为零的竖直向上的匀加直线运动,则:
h=
1
2
at2

则得:a=
2h
t2

根据牛顿第二定律得:mg-F=ma    
解得:g=
F
m
+
2h
t2
     
(2)探测器在火星表面时,火星对它的万有引力近似等于其重力,则有:
G
Mm
R2
=mg
又:ρ=
M
V
=
M
4
3
πR3

解得:ρ=
3
4GπR
(
F
m
+
2h
t2
)
答:
(1)火星表面的重力加速度为
F
m
+
2h
t2
.
(2)火星的平均密度为
3
4GπR
(
F
m
+
2h
t2
).
点评:本题匀变速直线运动与万有引力的综合应用,根据天体表面的重力加速度、天体的半径,即可求出天体的质量和平均密度.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:2013届安徽省屯溪一中高三11月月考物理试卷(带解析) 题型:计算题

(8分)12岁的华裔小女生马天琪在美国火星探测车命名赛中夺冠,以“好奇心”命名探测车。“好奇号”火星探测器发射后经8个多月的长途跋涉,于2012年8月6日成功降落在火星表面,展开为期两年的火星探测任务。着陆时这辆火星车借助一个悬浮的“火箭动力太空起重机”完成降落,如图所示,着陆过程可简化为竖直向下的匀减速直线运动,到达火星表面速度刚好为零。若探测器从距火星表面高度h处开始减速,经时间t安全着陆,组合体的质量为m,提供的动力为F,火星的半径为R,引力常量为G。求:

(1)火星表面的重力加速度。
(2)火星的平均密度。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2012-2013学年安徽省高三11月月考物理试卷(解析版) 题型:计算题

(8分)12岁的华裔小女生马天琪在美国火星探测车命名赛中夺冠,以“好奇心”命名探测车。“好奇号”火星探测器发射后经8个多月的长途跋涉,于2012年8月6日成功降落在火星表面,展开为期两年的火星探测任务。着陆时这辆火星车借助一个悬浮的“火箭动力太空起重机”完成降落,如图所示,着陆过程可简化为竖直向下的匀减速直线运动,到达火星表面速度刚好为零。若探测器从距火星表面高度h处开始减速,经时间t安全着陆,组合体的质量为m,提供的动力为F,火星的半径为R,引力常量为G。求:

(1)火星表面的重力加速度。

(2)火星的平均密度。

 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

12岁的华裔小女生马天琪在美国火星探测车命名赛中夺冠,以“好奇心”命名探测车。“好奇号”火星探测器发射后经8个多月的长途跋涉,于2012年8月6日成功降落在火星表面,展开为期两年的火星探测任务。着陆时这辆火星车借助一个悬浮的“火箭动力太空起重机”完成降落,如图所示,着陆过程可简化为竖直向下的匀减速直线运动,到达火星表面速度刚好为零。若探测器从距火星表面高度h处开始减速,经时间t安全着陆,组合体的质量为m,提供的动力为F,火星的半径为R,引力常量为G。求:

(1) 火星表面的重力加速度。

(2) 火星的平均密度。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2012-2013学年安徽省黄山市屯溪一中高三(上)第三次月考物理试卷(解析版) 题型:解答题

12岁的华裔小女生马天琪在美国火星探测车命名赛中夺冠,以“好奇心”命名探测车.“好奇号”火星探测器发射后经8个多月的长途跋涉,于2012年8月6日成功降落在火星表面,展开为期两年的火星探测任务.着陆时这辆火星车借助一个悬浮的“火箭动力太空起重机”完成降落,如图所示,着陆过程可简化为竖直向下的匀减速直线运动,到达火星表面速度刚好为零.若探测器从距火星表面高度h处开始减速,经时间t安全着陆,组合体的质量为m,提供的动力为F,火星的半径为R,引力常量为G.求:
(1)火星表面的重力加速度.
(2)火星的平均密度.

查看答案和解析>>

同步练习册答案