Question

“嫦娥一号”探月卫星的成功发射，实现了中华民族千年奔月的梦想。假若我国的航天员登上某一星球并在该星

“嫦娥一号”探月卫星的成功发射，实现了中华民族千年奔月的梦想。假若我国的航天员登上某一星球并在该星球表面上做了如下图所示力学实验：让质量为 m= 1.0kg的小滑块以 v 0 =1m/s的初速度从倾角为53°的斜面 AB 的顶点 A 滑下，到达 B 点后恰好能沿倾角为37°的斜面到达C点。不计滑过 B 点时的机械能损失，滑块与斜面间的动摩擦因数均为 ，测得 A 、 C 两点离 B 点所在水平面的高度分别为 h 1 = 1.2m， h 2 = 0.5m。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计该星球的自转以及其他星球对它的作用。（1）求该星球表面的重力加速度 ；（2）若测得该星球的半径为 m，宇航员要在该星球上发射一颗探测器绕其做匀速圆周运动，则探测器运行的最大速度为多大？（3）取地球半径 m，地球表面的重力加速度g 0 =10m/s 2 ，求该星球的平均密度与地球的平均密度之比 。

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Answer 1

（1） （2）6km/s （3）0.64

试题分析：（1）小滑块从 A 到 C 的过程中，由动能定理得                                                                        代入数值解得                                           （2）设探测器质量为 ，探测器绕该星球表面做匀速圆周运动时运行速度最大，由牛顿第二定律和万有引力定律得   又     解得   代入数值解得   （3）由星球密度  和 得该星球的平均密度与地球的平均密度之比               代入数值解得     点评：此类问题的一般方法是先求出星球表面的重力加速度，利用万有引力等于卫星做圆周运动的向心力和在星球表面万有引力等于重力，如果求密度还可以把天体看成球形，体积 。