4.2004年1月4日和1月25日,美國(guó)“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)火星車分別登陸火星,同時(shí)歐洲的“火星快車”探測(cè)器也在環(huán)火星軌道上開(kāi)展了大量科學(xué)探測(cè)活動(dòng),科學(xué)家們根據(jù)探測(cè)器返回的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,推測(cè)火星表面存在大氣,且大氣壓約為地球表面大氣壓的$\frac{1}{200}$,火星直徑約為地球的一半,地球的平均密度ρ=5.5×103kg/m3,火星的平均密度ρ=4.0×103kg/m3,請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算火星大氣質(zhì)量是地球大氣質(zhì)量的多少倍?(地球和火星表面大氣層的厚度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于球體的半徑,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

分析 先根據(jù)星球表面的重力等于萬(wàn)有引力列式后得到重力加速度表達(dá)式,再根據(jù)大氣壓強(qiáng)的求解大氣壓力表達(dá)式,得到大氣的質(zhì)量表達(dá)式.

解答 解:星球表面的重力等于萬(wàn)有引力,故:
mg=G$\frac{Mm}{{R}^{2}}$
其中:
M=$ρ•\frac{4}{3}π{R}^{3}$
聯(lián)立解得:
g=$\frac{4}{3}πGρR$…①
大氣壓強(qiáng)是大氣壓力產(chǎn)生,為:
P=$\frac{{M}_{大氣}g}{S}=\frac{{M}_{大氣}g}{4π{R}^{2}}$…②
聯(lián)立①②解得:
M大氣=$\frac{3RP}{Gρ}$
故火星大氣質(zhì)量與地球大氣質(zhì)量之比為:
$\frac{{M}_{火氣}}{{M}_{地氣}}$=$\frac{{R}_{火}{P}_{火}{ρ}_{地}}{{R}_{地}{P}_{地}{ρ}_{火}}$=$\frac{1}{2}×\frac{1}{200}×\frac{5.5×1{0}^{3}}{4.0×1{0}^{3}}$≈3.4×10-3
答:火星大氣質(zhì)量是地球大氣質(zhì)量的3.4×10-3倍.

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是建立物理模型,根據(jù)重力等于萬(wàn)有引力得到重力加速度表達(dá)式,根據(jù)氣體壓強(qiáng)得到其中質(zhì)量表達(dá)式,最后運(yùn)用比值法列式求解,不難.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

14.如圖,質(zhì)量為M的平板小車左端放著一質(zhì)量為m的鐵塊,它與車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.開(kāi)始時(shí)車與鐵塊同時(shí)以v0=6m/s的速度向右在光滑水平面上前進(jìn),并使車與墻發(fā)生碰撞.設(shè)碰撞時(shí)間極短.碰撞時(shí)無(wú)機(jī)械能損失,且車身足夠長(zhǎng),使鐵塊始終不能滑出小車,求:當(dāng)M=2kg,m=1kg二者相對(duì)靜止時(shí),
(1)M與m的共同運(yùn)動(dòng)速度;
(2)鐵塊在小車上的滑行距離.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

15.如圖所示,從點(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)束白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面,經(jīng)過(guò)三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象,在光屏的ab間形成一條彩色光帶.下面的說(shuō)法中正確的是( 。
A.a側(cè)是紅色光,b側(cè)是紫色光
B.在真空中a側(cè)光的傳播速率小于b側(cè)光的傳播速率
C.在三棱鏡中a側(cè)光的傳播速率大于b側(cè)光的傳播速率
D.三棱鏡對(duì)a側(cè)光的折射率大于對(duì)b側(cè)光的折射率

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

12.如圖所示,有一傾角θ=30°的斜面B,質(zhì)量為M.質(zhì)量為m的物體A靜止在B上.現(xiàn)用水平力F推物體A,在F由零逐漸增加至$\frac{\sqrt{3}}{2}$mg再逐漸減為零的過(guò)程中,A和B始終保持靜止.對(duì)此過(guò)程下列說(shuō)法正確的是( 。
A.地面對(duì)B的支持力大于(M+m)g
B.A對(duì)B壓力的最小值為$\frac{\sqrt{3}}{2}$mg,最大值為$\frac{3\sqrt{3}}{4}$mg
C.A所受摩擦力的最小值為0,最大值為$\frac{mg}{4}$
D.A所受摩擦力的最小值為$\frac{1}{2}$mg,最大值為$\frac{3}{4}$mg

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

19.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是(  )
A.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)
B.曲線運(yùn)動(dòng)中加速度一定不為零,但可以等于恒量
C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體處于平衡狀態(tài)
D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度方向始終與半徑垂直

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

9.如圖所示,物塊A、物塊B、平板車C三物體的質(zhì)量分別是mA=3kg、mB=2kg,mC=5kg,它們?cè)瓉?lái)都靜止,A、B與平板車上表面間動(dòng)摩擦因數(shù)、平板車與底面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是μ=0.4,現(xiàn)用大小相等的力F=10N分別作用在A和B上,方向如圖所示,則底面對(duì)C的摩擦力的大小為(g=10N/kg)(  )
A.0B.2NC.4ND.20N

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

16.如圖所示,在x>0的空間中,存在沿x軸方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E;在x<0的空間中,存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小也為E.一電子(-e,m)在x=d處的P點(diǎn)以沿y軸正方向的初速度v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng),不計(jì)電子重力.求:
(1)電子的x方向分運(yùn)動(dòng)的周期.
(2)電子運(yùn)動(dòng)的軌跡與y軸的各個(gè)交點(diǎn)中,任意兩個(gè)交點(diǎn)的距離.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

17.利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和如圖1的其他器材可以開(kāi)展多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)探究,其主要步驟如下:
a、按裝置安裝好器材并連好電路.
b、接通電源,釋放紙帶,讓重錘由靜止開(kāi)始自由下落.
c、關(guān)閉電源,取出紙帶,更換紙帶重復(fù)步驟b,打出幾條紙帶.
d、選擇一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶,數(shù)據(jù)如圖2(相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間為T(mén)),進(jìn)行數(shù)據(jù)處理:

①若是探究重力做功和物體動(dòng)能變化的關(guān)系.需求出重錘運(yùn)動(dòng)到各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度,試表示在B點(diǎn)時(shí)重錘運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度VB=$\frac{{s}_{2}+{s}_{3}}{2T}$.
②若是測(cè)量重力加速度g.為減少實(shí)驗(yàn)的偶然誤差,采用逐差法處理數(shù)據(jù),則加速度大小可以表示為g=$\frac{({s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6})-({s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3})}{9{T}^{2}}$.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

18.在國(guó)際單位制中,力學(xué)的三個(gè)基本單位是(  )
A.千克、米、秒B.千克、牛頓、秒C.千克、牛頓、米D.牛頓、米、秒

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同步練習(xí)冊(cè)答案