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宇航员抵达一半径为R的星球后,做了如下的实验:取一根细绳穿过光滑的细直管,细绳的...

宇航员抵达一半径为R的星球后,做了如下的实验:取一根细绳穿过光滑的细直管,细绳的一端拴一质量为m的砝码,另一端连接在一固定的拉力传感器上,手捏细直管抡动砝码,使它在竖直平面内做圆周运动.若该星球表面没有空气,不计阻力,停止抡动细直管,砝码可继续在同一竖直平面内做完整的圆周运动,如图所示,此时拉力传感器显示砝码运动到最低点与最高点两位置时读数差的绝对值为ΔF.已知万有引力常量为G,根据题中提供的条件和测量结果,可知(  )

A.该星球表面的重力加速度为

B.该星球表面的重力加速度为

C.该星球的质量为

D.该星球的质量为

 

BC 【解析】 AB.设砝码在最高点的速率为v1,受到的弹力为F1,在最低点的速率为v2,受到的弹力为F2,则有 , 砝码由最高点到最低点,由机械能守恒定律得: 拉力传感器读数差为 故星球表面的重力加速度为 ,选项A错误,B正确; CD.在星球表面附近有:, 则,选项C正确,D错误。 故选BC。  
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考点分析:
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理论上已经证明:质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零.现假设地球是一半径为R、质量分布均匀的实心球体,O为球心,以O为原点建立坐标轴,如图所示.一个质量一定的小物体(假设它能够在地球n内部移动)轴上各位置受到的引力大小用F表示,则F变化的关系图中正确的是

A. B. C. D.

 

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20182月,我国500 m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318+0253”,其自转周期T=5.19 ms,假设星体为质量均匀分布的球体,已知万有引力常量为.以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为(    )

A. B.

C. D.

 

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20191月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器奔向月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力,能够描Fh变化关系的图像是

A.  B.  C.  D.

 

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在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上,把物体P轻放在弹簧上端,P由静止向下运动,物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示.在另一星球N上用完全相同的弹簧,改用物体Q完成同样的过程,其a–x关系如图中虚线所示,假设两星球均为质量均匀分布的球体.已知星球M的半径是星球N3倍,则

A.MN的密度相等

B.Q的质量是P3

C.Q下落过程中的最大动能是P4

D.Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P4

 

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20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域.现有一艘远离星球在太空中直线飞行的宇宙飞船,为了测量自身质量,启动推进器,测出飞船在短时间Δt内速度的改变为Δv,和飞船受到的推力F(其它星球对它的引力可忽略).飞船在某次航行中,当它飞近一个孤立的星球时,飞船能以速度v,在离星球的较高轨道上绕星球做周期为T的匀速圆周运动.已知星球的半径为R,引力常量用G表示.则宇宙飞船和星球的质量分别是(  )

A.

B.

C.

D.

 

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