宇航员登上某一星球并在该星球表面做实验,用一根不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的宇航员拉住,如图所示。宇航员的质量m1=65kg,吊椅的质

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 万有引力定律/2022-10-08 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

宇航员登上某一星球并在该星球表面做实验,用一根不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的宇航员拉住,如图所示。宇航员的质量m1=65kg,吊椅的质量m2=15kg,当宇航员与吊椅以a=1m/s2的加速度匀加速上升时,宇航员对吊椅的压力为l75N。(忽略定滑轮摩擦)

(1)求该星球表面的重力加速度g;
(2)若该星球的半径R=6×106m,地球半径R0=6.4×106m,地球表面的重力加速度g0=10m/s2,求该星球的平均密度与地球的平均密度之比

◎ 答案

(1)g=6m/s2(2)

◎ 解析


试题分析:(1)设宇航员受到绳向上的拉力为F,由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等,吊椅受到绳的拉力也是F。对他和吊椅整体进行受力分析如图所示,则有:

2F-(m1+m2)g=(m1+m2)a             1分
设吊椅对宇航员的支持力为FN,压力为由牛顿第三定律得:FN
对宇航员,由牛顿第二定律F+FN-m1g=m1a,       1分
代入数值得g=6m/s2。                  1分
(2)星球密度ρ=              1分
星球表面的物体万有引力等于重力   1分
由以上两式得:
该星球的平均密度与地球的平均密度之比   1分
代入数值解得              1分
点评:本题难度较小,处理第一问时注意以整体为研究对象,只分析外力,求得重力加速度大小,巧妙应用地球表面黄金代换式求解

◎ 知识点

    专家分析,试题“宇航员登上某一星球并在该星球表面做实验,用一根不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的宇航员拉住,如图所示。宇航员的质量m1=65kg,吊椅的质…”主要考查了你对  【万有引力定律】  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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