某宇航员登陆某颗星球后,想要测量该星球表面的重力加速度。为此该宇航员让一物体在重力作用下做平抛运动(空气阻力可以忽略),并用携带的频闪照相机拍摄下了一段运动过程如图

◎ 题目

某宇航员登陆某颗星球后,想要测量该星球表面的重力加速度。为此该宇航员让一物体在重力作用下做平抛运动(空气阻力可以忽略),并用携带的频闪照相机拍摄下了一段运动过程如图。已知频闪照相机的频率为f=10.0Hz,照片中的每个小方块都为正方形且代表的实际长度为L=2.50cm。

(1)测量重力加速度的表达式应为g=___________;(用所给物理量的字母表达)
(2)根据交待数据,可求得此平抛运动初速度为v0=____________,星球表面重力加速度g=_______________;(结果保留3位有效数字)
(3)离开该星球时,宇航员让宇宙飞船在距离该星球表面非常近的圆轨道上飞行,并测出周期为T,假设该星球自转可以忽略,则该宇航员根据所测得的星球表面重力加速度g,以及已知的引力常量G,算出了该星球的质量M,则该宇航员计算的表达式为M=_____________。

◎ 答案

(1)2Lf 2 (2)0.750m/s,5.00m/s2   (3)

◎ 解析

(1)由竖直方向自由落体运动,经过相邻的时间内通过的位移差(2)由水平方向x=v0T可知初速度为0.750m/s,带入数据可知加速度为5.00m/s2  (3)由万有引力提供向心力,再由黄金代换,几个公式联立可得天体质量为

◎ 知识点

    专家分析,试题“某宇航员登陆某颗星球后,想要测量该星球表面的重力加速度。为此该宇航员让一物体在重力作用下做平抛运动(空气阻力可以忽略),并用携带的频闪照相机拍摄下了一段运动过程如图…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】  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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