一个在地球上走时正确的摆钟放到某星球表面上使用,经过1h的时间却在摆钟上读到走过的时间是0.4h.(取地球表面重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计.)(1)求该星球表面附近的重力-物理

题目简介

一个在地球上走时正确的摆钟放到某星球表面上使用,经过1h的时间却在摆钟上读到走过的时间是0.4h.(取地球表面重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计.)(1)求该星球表面附近的重力-物理

题目详情

一个在地球上走时正确的摆钟放到某星球表面上使用,经过1h的时间却在摆钟上读到走过的时间是0.4h.(取地球表面重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计.)
(1)求该星球表面附近的重力加速度g’;
(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R:R=1:4,求该星球的质量与地球质量之比M:M
(3)若身高1.6m的宇航员在地球上跳高时能跃过1.6m高的横杆,在该星球表面以地球表面时同样的速度起跳,能跃过多高的横杆?(设宇航员站立时的重心在离脚0.8m处,跃过横杆时重心与杆等高.)
题型:问答题难度:中档来源:上海模拟

答案

(1)单摆的周期T=2π
class="stub"L
g
,摆钟的读数为t,摆动一次走时为t0,摆动次数为N,则:t=Nt0,摆钟每次摆动走时是相同的,t∝N
实际时间为t实=NT,在相同内,N∝class="stub"1
T
,则单摆的周期T与t成反比,所以g∝t2,则有
  class="stub"g′
g
=
t2
t2
=
0.42
12
=0.16      
解得  g′=0.16g=1.6 (m/s2)
(2)由Gclass="stub"Mm
R2
=mg得:
M=
gR2
G

故该星球的质量与地球质量之比为:
M
M
=
g′
R2星
G
g
R2地
G
=
g′
R2星
g
R2地
=0.16×
12
42
=class="stub"1
100

(3)在地球上能起跳的高度h=0.8m,在这个星球上能起跳的高度为h′,则有:
   class="stub"h′
h
=
v2
2g′
v2
2g
=class="stub"g
g′

故宇航员在这个星球上能起跳的高度为h′=class="stub"g
g′
h=class="stub"0.8
0.16
=5m,宇航员跳高成绩H=0.8+5=5.8(m)
答:
(1)星球表面附近的重力加速度g’为1.6 m/s2;
(2)该星球的质量与地球质量之比M星:M地为class="stub"1
100

(3)该星球表面以地球表面时同样的速度起跳,能跃过5.8m高的横杆.

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