自然
國中

求解14、17題🙏

14. 根據萬有引力定律,如果有一顆星球的半徑為地球的1/2倍,平均密度為地球的2倍 ,則原來體重為100 kgw 的老師到達這顆星球上體重將會變成多少kgw?(A)200 kgw (B)100 kgw (C) 50 kgw (D) 25 kgw。 二、題組題 以一輕繩(質量不計)繫一顆100 克的小球,使其在水平面上作一半徑 50 公分的等速率圓周運動,如 甲 乙 圖所示。試回答下列問題: 15. ① 16. 丙 當球在甲、丙、丁三個位置時,繩子的張力以何處時最大? (A)甲(B)丙(C)丁 (D)三處都相同。 當球在甲、乙、丙、丁四個位置時,球運動的加速度大小以在何處時最大? (A)甲和乙 (B)丙(C) (D)四處皆相等。 請在閱讀下列敘述後,回答下列問題。 火星,一直是人類最感興趣的星體之一,它具有稀薄的大氣,南北兩極發現有固態水,表面重 力約為地球的 38%左右,比起其他太陽系的星體,重力條件更接近地球,似乎是個太空移民的好選 擇,但你知道離開地球前往太空旅行,需要解決多少的問題嗎? 在電影《絕地救援》中,我們看到火箭發射時,引擎噴發出大量的氣體,以推動火箭升空,途 中會脫離幾節燃料火箭,直到脫離地球萬有引力範圍。太空人在太空中,若周圍沒有較大的星體提 供萬有引力,太空人便會飄浮在太空艙裡,需要抓著周邊的牆壁或扶手才能移動,無法像我們在地 球上那麼自然的走動。若是離開太空艙,則需要使用氣體推進器,才能在失重的環境下順利的移動。 當抵達目的地,準備降落在其他星球時,也得精算降落軌道、重力加速度與燃料的存量,若稍有不 慎,恐怕不是墜落在異鄉,不然就是在離開時,沒有足夠的燃料能脫離星球的萬有引力,得像麥特· 戴蒙一樣,吃上好一陣子的馬鈴薯,慢慢等待其他太空船的救援。 D 17. 由上面火星與地球的表面重力關係,你覺得下面哪個推論正確? (A)火星重力太 小,向心力太小沒辦法讓物體作圓周運動 (B)同樣的物體,在火星和地球重量也會 相同 (C)因為火星重力小,所以地表附近的物體落下不會作等加速度運動 (D)質 量相同的火箭要脫離火星和地球,在火星所需的燃料較少。 的管婴加图所示,請問他該使用推進器往哪個

解答

14.
F地=GMm/r²
F火= G(1/2)³(2)Mm/(r/2)²=GMm/r²=F地=100kgw
17.
A 有向心力、切向速度即可做圓周運動
B 火<地 (F=ma)
C 會做,因為幾乎只有火星重力影響,又因質量不變,根據F=ma,等加速度運動
D火箭要脫離地表需要抵抗重力,重力越小越容易起飛

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