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一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的小行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道,宇航员着手进行预定的考察工作。宇航员能不能仅仅用一只普通的手表通过测定时间来测定该行星的平均密度。

答案:
解析:

 

·         解析:利用万有引力提供向心力与圆周运动知识求解密度的不同表达式,尽可能地要使表达式包含宇宙飞船的运转周期,只要利用一只表测量运转周期即可.由此原理便可设计实验的步骤与方法.

宇宙飞船靠近行星表面做匀速圆周运动,设行星质量为M,宇宙飞船质量为m,行星半径为r,飞船运行周期为T.

G =mr

所以M=

又行星的体积V= πr3,所以ρ=

即宇航员只需测出T就能求出行星的密度.可见宇航员能仅用一只表通过测定时间来间接测定该行星的密度.


提示:

  宇航员用手表测出飞船绕行星运行的周期T,飞船在行星的近地轨道上做匀速圆周运动,有,得到,G为万有引力常量,这样测出周期T,即可求得行星的密度ρ。


练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2005?盐城模拟)一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在该行星上.飞船上备有以下实验器材
A.精确秒表一只                 B.已知质量为m的物体一个
C.弹簧秤一个                   D.天平一台(附砝码)
已知宇航员在绕行时及着陆后各作了一次测量,依据测量数据,可求出该星球的半径R及星球的质量M.(已知万有引力常量为G )
(1)两次测量所选用的器材分别为
A,BC
A,BC
.(用序号表示)
(2)两次测量的物理量分别是
周期T,物体重力FG
周期T,物体重力FG

(3)用该数据写出半径R、质量M的表达式.R=
FGT2
2m
FGT2
2m
,M=
F
3
G
T
4
14Gm3
F
3
G
T
4
14Gm3

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科目:高中物理 来源: 题型:

一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入该行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在该行星上.飞船上备有以下器材:
A.秒表一只          B.质量为m的物体一个
C.弹簧测力计一个     D.天平一架(带砝码)
宇航员在绕行时及着陆后各做一次测量,依据测量数据,可求得该星球的半径R及质量M,已知引力常量为G
(1)绕行时需测量的物理量为
绕行时的圈数n和所用时间t
绕行时的圈数n和所用时间t
,选用的器材是
A
A
(填序号)
(2)着陆后需测量的物理量为
质量为m的物体的重力F
质量为m的物体的重力F
,选用的器材是
C
C
(填序号)
(3)利用测得的物理量写出半径R=
Ft2
4π2mn2
Ft2
4π2mn2
,质量M=
F3t4
16Gπ4m3n4
F3t4
16Gπ4m3n4

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?防城港模拟)一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在该行星上.飞船上备有以下实验器材
A.精确秒表一只    B.已知质量为m的物体一个    C.弹簧秤一只    D.米尺
已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次测量,依据测量的数据.可求出该星球的半径R及星球的质量M.(已知万有引力常量为G)
(1)宇航员在绕行时所选用的实验器材是
A
A
,着陆后所选用的实验器材是
BC
BC
.(用序号表示)
(2)宇航员在绕行时测量的物理量及符号是
周期T
周期T
,着陆后测量的物理量及符号是
物体重力F
物体重力F

(3)用测量数据及题中已知量写出该星球的半径R及星球的质量M的表达式R=
FT2
4π2m
FT2
4π2m
,M=
F3T4
16π4m3G
F3T4
16π4m3G

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科目:高中物理 来源:物理教研室 题型:022

一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道时仅受引力作用绕行数圈后,着陆在该行星上,飞船上备有以下实验器材:A、精确秒表一只;B、已知质量为m的物体一个;C、弹簧秤一只;D、天平一只。已知宇航员在绕行时及着陆后各做一次测量。依照测量数椐,可求出该星球的半径R及星球的质量M。(已知万有引力常量为G

①两次测量所选用的器材分别为              (填序号)

②两次测量的物理量分别是

                 

                 

③用该测量的物理量写出半径R及质量M的表达式是:           

 

 

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科目:高中物理 来源: 题型:022

一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道时仅受引力作用绕行数圈后,着陆在该行星上,飞船上备有以下实验器材:A、精确秒表一只;B、已知质量为m的物体一个;C、弹簧秤一只;D、天平一只。已知宇航员在绕行时及着陆后各做一次测量。依照测量数椐,可求出该星球的半径R及星球的质量M。(已知万有引力常量为G

①两次测量所选用的器材分别为              (填序号)

②两次测量的物理量分别是

                 

                 

③用该测量的物理量写出半径R及质量M的表达式是:           

 

 

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