质量约为 $ 5.2\ \mathrm{t} $ 的“天问一号”火星探测器实施近火制动后,被火星顺利捕获,正式踏入环火星的轨道。地球上 $ g $ 取 $ 10\ \mathrm{N/kg} $,物体在火星上受到的引力是地球的 $ \dfrac{3}{8} $。请回答:
(1)火星探测器顺利实施近火制动,完成火星捕获,说明力可以改变物体的;沿火星轨道转动时,火星探测器还可以通过喷射火焰适当调整轨道,说明力的作用是。
(2)“天问一号”探测器上安装的全景相机可拍摄火星表面高分辨率的彩色图像,相机的镜头是一个(选填“凸透镜”或“凹透镜”);探测器上安装的全景相机在落到火星表面的过程中,所成的像逐渐变。
(3)根据物体在地球上的物理知识可知,物体在火星上受到的重力的方向是。
(4)$ 5.2\ \mathrm{t} $ 的“天问一号”在火星地面上受到的重力是多少?
(1)火星探测器顺利实施近火制动,完成火星捕获,说明力可以改变物体的;沿火星轨道转动时,火星探测器还可以通过喷射火焰适当调整轨道,说明力的作用是。
(2)“天问一号”探测器上安装的全景相机可拍摄火星表面高分辨率的彩色图像,相机的镜头是一个(选填“凸透镜”或“凹透镜”);探测器上安装的全景相机在落到火星表面的过程中,所成的像逐渐变。
(3)根据物体在地球上的物理知识可知,物体在火星上受到的重力的方向是。
(4)$ 5.2\ \mathrm{t} $ 的“天问一号”在火星地面上受到的重力是多少?
答案
运动状态
相互的
凸透镜
大
解:
$m=5.2\ \mathrm {t}=5.2×10^3\ \mathrm {kg}$
$G_{地}=mg=5.2×10^3\ \mathrm {kg}×10\ \mathrm {N/kg}=5.2×10^4\ \mathrm {N}$
$G_{火}=\frac {3}{8}G_{地}=\frac {3}{8}×5.2×10^4\ \mathrm {N}=1.95×10^4\ \mathrm {N}$
相互的
凸透镜
大
解:
$m=5.2\ \mathrm {t}=5.2×10^3\ \mathrm {kg}$
$G_{地}=mg=5.2×10^3\ \mathrm {kg}×10\ \mathrm {N/kg}=5.2×10^4\ \mathrm {N}$
$G_{火}=\frac {3}{8}G_{地}=\frac {3}{8}×5.2×10^4\ \mathrm {N}=1.95×10^4\ \mathrm {N}$
解析
【解析】
(1) 火星探测器实施近火制动后运动状态改变,说明力可以改变物体的运动状态;探测器喷射火焰调整轨道,是因为探测器对火焰施加力的同时,火焰也对探测器施加反作用力,说明力的作用是相互的。
(2) 相机镜头利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作,故为凸透镜;探测器下落过程中物距减小,根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”,所成的像逐渐变大。
(3) 重力的方向总是竖直向下,物体在火星上受到的重力方向也为竖直向下。
(4) 先换算质量单位:$m=5.2\ \mathrm{t}=5.2×10^3\ \mathrm{kg}$,再计算地球上的重力$G_{地}=mg=5.2×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5.2×10^4\ \mathrm{N}$,最后根据火星引力与地球引力的关系,算出火星上的重力$G_{火}=\frac{3}{8}G_{地}=\frac{3}{8}×5.2×10^4\ \mathrm{N}=1.95×10^4\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 运动状态;相互的
(2) 凸透镜;大
(3) 竖直向下
(4) 解:
$m=5.2\ \mathrm{t}=5.2×10^3\ \mathrm{kg}$
$G_{地}=mg=5.2×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5.2×10^4\ \mathrm{N}$
$G_{火}=\frac{3}{8}G_{地}=\frac{3}{8}×5.2×10^4\ \mathrm{N}=1.95×10^4\ \mathrm{N}$
答:“天问一号”在火星地面上受到的重力是$1.95×10^4\ \mathrm{N}$。
【知识点】
力的作用效果与相互性、凸透镜成像规律、重力的特性与计算
【点评】
本题结合“天问一号”探火的科技热点,综合考查力学、光学的基础知识点,体现了物理知识在航天科技中的实际应用,要求学生熟练掌握基础概念和规律并能灵活运用。
【难度系数】
0.8
(1) 火星探测器实施近火制动后运动状态改变,说明力可以改变物体的运动状态;探测器喷射火焰调整轨道,是因为探测器对火焰施加力的同时,火焰也对探测器施加反作用力,说明力的作用是相互的。
(2) 相机镜头利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理工作,故为凸透镜;探测器下落过程中物距减小,根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”,所成的像逐渐变大。
(3) 重力的方向总是竖直向下,物体在火星上受到的重力方向也为竖直向下。
(4) 先换算质量单位:$m=5.2\ \mathrm{t}=5.2×10^3\ \mathrm{kg}$,再计算地球上的重力$G_{地}=mg=5.2×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5.2×10^4\ \mathrm{N}$,最后根据火星引力与地球引力的关系,算出火星上的重力$G_{火}=\frac{3}{8}G_{地}=\frac{3}{8}×5.2×10^4\ \mathrm{N}=1.95×10^4\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 运动状态;相互的
(2) 凸透镜;大
(3) 竖直向下
(4) 解:
$m=5.2\ \mathrm{t}=5.2×10^3\ \mathrm{kg}$
$G_{地}=mg=5.2×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5.2×10^4\ \mathrm{N}$
$G_{火}=\frac{3}{8}G_{地}=\frac{3}{8}×5.2×10^4\ \mathrm{N}=1.95×10^4\ \mathrm{N}$
答:“天问一号”在火星地面上受到的重力是$1.95×10^4\ \mathrm{N}$。
【知识点】
力的作用效果与相互性、凸透镜成像规律、重力的特性与计算
【点评】
本题结合“天问一号”探火的科技热点,综合考查力学、光学的基础知识点,体现了物理知识在航天科技中的实际应用,要求学生熟练掌握基础概念和规律并能灵活运用。
【难度系数】
0.8
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