據(jù)國外媒體報(bào)道,美國航空航天局研制的“好奇”號(hào)火星車于2012年8月5日登陸火星表面.如果經(jīng)過多次變軌后,火星車開始在以火星中心(火星可視為半徑為r0的均勻球體)為圓心,半徑為r的圓軌道上運(yùn)動(dòng),周期為T,隨后變軌登陸火星表面.假設(shè)在火星車著陸的最后階段,經(jīng)過多次彈跳才停下來.火星車第一次落到火星表面彈起后,到達(dá)最高點(diǎn)的高度為h,h<<r0,速度方向是水平的,速度大小為v0,則它第二次落到火星表面時(shí)速度的大小為(  )
分析:根據(jù)萬有引力提供向心力G
Mm
r2
=m
4π2
T2
r
,在火星表面重力等于萬有引力mg=G
Mm
r02
,可解出火星表面的重力加速度g,
火星車第一次落到火星表面彈起后,到達(dá)最高點(diǎn)的高度為h,此后做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理mgh=
1
2
mv2-
1
2
mv02
,化簡可求得它第二次落到火星表面時(shí)的速度大小.
解答:解:火星車開始在以火星中心為圓心,半徑為r的圓軌道上運(yùn)動(dòng),周期為T,根據(jù)萬有引力提供向心力G
Mm
r2
=m
4π2
T2
r
,得GM=
4π2r3
T2

在火星表面重力等于萬有引力mg=G
Mm
r02
,得g=
GM
r02
,所以g=
4π2r3
T2
r02
=
4π2r3
T2r02

火星車第一次落到火星表面彈起后,到達(dá)最高點(diǎn)的高度為h,此后做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理mgh=
1
2
mv2-
1
2
mv02

所以它第二次落到火星表面時(shí)速度的大小為v=
2gh+v02
=
2g
4π2r3
T2r02
h+v02
=
8π2hr3
T2r02
+v02

故B正確、ACD錯(cuò)誤.
故選:B.
點(diǎn)評(píng):本題要根據(jù)萬有引力提供向心力和重力等于萬有引力計(jì)算火星表面的重力加速度,在結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)求解,綜合能力要求較高,有一定的難度.
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A.

自由電子導(dǎo)電

B.

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  1. A.
    自由電子導(dǎo)電
  2. B.
    空穴導(dǎo)電
  3. C.
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  4. D.
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A.小行星表面的重力加速度

B.太陽對(duì)小行星的吸引力

C.小行星繞太陽運(yùn)行的速度

D.小行星繞太陽運(yùn)行的周期

 

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