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随着嫦娥二号发射成功,我国即将发射的登月卫星嫦娥三号,假如宇航员在地球上和月球上以相同速度竖直上抛同一物体,物体上升的最大高度比为k(不计阻力),如地球和月球的半径比也为k,则地球与月球的质量比为(  )
分析:物体在地球上和月球上竖直上抛时,最大高度为H=
v
2
0
2g
;地球和月球表面的重力加速度为g=
GM
R2
,联立得到两星球质量的关系.
解答:解:物体在地球上和月球上竖直上抛时,最大高度为H=
v
2
0
2g
;①
设一物体的质量为m,星球的半径为R,质量为M,在星球上时,物体的重力近似等于万有引力,则有
     G
Mm
R2
=mg,得,g=
GM
R2
,②
由①②得,星球的质量为M=
R2
v
2
0
2GH

由题,v0相等,H:H=k,R:R=k,由数学知识得到,地球与月球的质量比为M:M=k.
故选C
点评:本题是牛顿的万有引力定律与竖直上抛运动的综合应用,其桥梁是重力加速度g.g=
GM
R2
是星表面重力加速度的表达式,也称为黄金代换式,反映了重力加速度与星球质量、半径的关系.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

2008年是中国航天事业再创辉煌的一年,随着嫦娥一号的成功发射,还有即将在2008年下半年的神z舟七号的发射以及嫦娥二号的研制,标志着中国航天事业逐步迈向世界前列.下列关于人造地球卫星与宇宙飞船的说法中,正确的是(  )
①如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期,再利用万有引力常量,就可以算出地球的质量
②两颗人造地球卫星,只要它们的绕行速率相等,不管它们的质量、形状差别有多大,它们的绕行半径和绕行周期都一定是相同的
③原来在某一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后,若要使后一卫星追上前一卫星并发生碰撞,只要将后者的速率增大一些即可
④一绕火星飞行的宇宙飞船,宇航员从舱内慢慢走出,并离开飞船,飞船因质量减小,所受万有引力减小,故飞行速度减小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

随着嫦娥二号发射成功,我国即将发射的登月卫星嫦娥三号,假如宇航员在地球上和月球上以相同速度竖直上抛同一物体,物体上升的最大高度比为k(不计阻力),如地球和月球的半径比也为k,则地球与月球的质量比为(  )
A.k3B.k2C.kD.
1
k

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科目:高中物理 来源:2011年全国百校联盟高考物理调研试卷(解析版) 题型:选择题

随着嫦娥二号发射成功,我国即将发射的登月卫星嫦娥三号,假如宇航员在地球上和月球上以相同速度竖直上抛同一物体,物体上升的最大高度比为k(不计阻力),如地球和月球的半径比也为k,则地球与月球的质量比为( )
A.k3
B.k2
C.k
D.

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科目:高中物理 来源:模拟题 题型:不定项选择

随着嫦娥二号发射成功,我国即将发射的登月卫星嫦娥三号,假如宇航员在地球上和月球上以相同速度竖直上抛同一物体,物体上升的最大高度比为k(不计阻力),如地球和月球的半径比也为k,则地球与月球的质量比为
[     ]
A、
B、
C、
D、

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