“大自然每個領域都是美妙絕倫的.”隨著現代科技發展,人類不斷實現著“上天入地”的夢想,但是“上天容易入地難”,人類對腳下的地球還有許多未解之謎.地球可看作是半徑為R的球體.
(1)以下在計算萬有引力時,地球可看作是質量集中在地心的質點.
a.已知地球兩極的重力加速度為g1,赤道的重力加速度為g2,求地球自轉的角速度ω;
b.某次地震后,一位物理學家通過數據分析,發現地球的半徑和質量以及兩極的重力加速度g1都沒變,但赤道的重力加速度由g2略微減小為g3,于是他建議應該略微調整地球同步衛星的軌道半徑.請你求出同步衛星調整后的軌道半徑r'與原來的軌道半徑r之比r′r.
(2)圖1是地球內部地震波隨深度的分布以及由此推斷出的地球內部的結構圖.在古登堡面附近,橫波(S)消失且縱波(P)的速度與地表處的差不多,于是有人認為在古登堡面附近存在著很薄的氣態圈層,為了探究氣態圈層的壓強,兩位同學提出了以下方案.
甲同學的方案:如圖2所示,由于地球的半徑非常大,設想在氣態圈層的外側取一底面積很小的柱體,該柱體與氣態圈層的外表面垂直.根據資料可知古登堡面的半徑為R1,氣態圈層之外地幔及地殼的平均密度為ρ,平均重力加速度為g,地球表面的大氣壓強相對于該氣態圈層的壓強可忽略不計.
乙同學的方案:設想在該氣態圈層內放置一個正方體,并且假定每個氣體分子的質量為m,單位體積內的分子數為n,分子大小可以忽略,其速率均相等,且與正方體各面碰撞的機會均等,與各面碰撞前后瞬間,分子的速度方向都與各面垂直,且速率不變.根據古登堡面附近的溫度可推知氣體分子運動的平均速率為v.
請你選擇其中的一種方案求出氣態圈層的壓強p.
r
′
r
【考點】萬有引力與重力的關系(黃金代換).
【答案】見試題解答內容
【解答】
【點評】
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發布:2024/6/27 10:35:59組卷:192引用:2難度:0.3
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1.假設你經努力學習和刻苦訓練后成為中國登月第一人,你站在半徑為R的月球表面,從到月球表面高度為h處將一個小球由靜止釋放,經過時間t,小球落到月球表面。不考慮月球的自轉,引力常量為G。求:
(1)月球表面的重力加速度g;
(2)月球的質量M。發布:2025/1/4 8:0:1組卷:27引用:1難度:0.5 -
2.2007年10月24日我國成功發射了“嫦娥一號”繞月衛星.我國計劃2020年實現載人登月.若你通過努力學習、刻苦訓練有幸成為中國登月第一人,而你為了測定月球表面附近的重力加速度進行了如下實驗:在距月球表面高度h=20m處讓一個小球由靜止開始自由下落,下落的時間為t=5s.則( )
A.月球表面的重力加速度大小為1.6m/s2 B.月球表面的重力加速度大小為8m/s2 C.小球落到月球表面時的瞬時速度大小為8m/s D.小球落到月球表面時的瞬時速度大小為49m/s 發布:2025/1/4 8:0:1組卷:6引用:1難度:0.7 -
3.假設你經過刻苦學習與訓練后,成為我國登月的第一人。你站在半徑為R的月球表面,用彈簧測力計測得質量為m的小球所受重力的大小為F。引力常量為G,不考慮月球的自轉。
(1)求月球的質量M及其第一宇宙速度v;
(2)若你在距月球水平表面高度為h處,以大小為v0的速度沿水平方向拋出該小球,求該小球落到月球表面上的位置與拋出點間的水平距離x。發布:2025/1/4 8:0:1組卷:44引用:1難度:0.5
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