宇航员在某星球表面欲估测该星球的质量.该宇航员将一长为2.0m的细线上端固定,下端系一质量为50g的小球,拉起小球,让小球在同一竖直面内做小角度摆动,测得小球在60s时间内

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 向心力/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

宇航员在某星球表面欲估测该星球的质量.该宇航员将一长为2.0m的细线上端固定,下端系一质量为50g的小球,拉起小球,让小球在同一竖直面内做小角度摆动,测得小球在60s时间内完成25次全振动.已知该星球的半径为3.2×107m,求该星球的质量.(已知万有引力常量G=6.67×10-11N?m2/Kg2,计算中取π2≈10,计算结果保留一位有效数字.)

◎ 答案

由题意知,小球在该星球表面做简谐运动,其周期为T=
t
N
=
60
25
s=2.4s

由单摆做简谐运动的周期公式:T=2π

l
g
,得星球表面的重力加速度g=
4π2l
T2

在该星球表面:
GMm
r2
=mg

得:M=
gr2
G

M=
4π2lr2
T2G
=
4×2.0×3.22×1014
2.42×6.67×10-11
kg≈2×1026kg

答:该星球的质量为2×1026kg.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“宇航员在某星球表面欲估测该星球的质量.该宇航员将一长为2.0m的细线上端固定,下端系一质量为50g的小球,拉起小球,让小球在同一竖直面内做小角度摆动,测得小球在60s时间内…”主要考查了你对  【向心力】,【万有引力定律的其他应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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