12.設想,地球是理想球體,沿赤道修一條高速公路,一輛性能超級好的汽車在這條公路上可以一直加速下去.忽略空氣阻力,不考慮地球的自轉,那么,汽車的最終速度( 。
A.可以達到16.7km/s
B.可以達到11.2km/s
C.可以達7.9km/s
D.小于“天宮一號”在圓軌道上運行的速度

分析 汽車沿地球赤道行駛時,由重力和支持力的合力提供向心力,由牛頓第二定律分析速度增大時,支持力的變化,再由牛頓第三定律確定壓力的變化.當速度增大到支持力為零,汽車將離開地面繞地球圓周運動.根據(jù)牛頓第二定律求出最終速度.

解答 解:汽車沿地球赤道行駛時,由重力和支持力的合力提供向心力,由牛頓第二定律分析當速度增大到支持力為零,汽車將離開地面繞地球圓周運動.7.9km/s是第一宇宙速度,當汽車速度v=7.9km/s時,汽車將離開地面繞地球做圓周運動,成為近地衛(wèi)星.所以這輛汽車的最終速度是7.9km/s.
A、16.7km/s是第三宇宙速度,是發(fā)射脫離太陽束縛的航天器所需的發(fā)射速度,故A錯誤;
B、11.2km/s是第二宇宙速度,是發(fā)射脫離地球束縛的航天器所需的發(fā)射速度,故B錯誤;
C、7.9km/s是第一宇宙速度,也是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度,當汽車的速度達到重力完全提供汽車繞地球表面的向心力時,速度剛好是第一宇宙速度,故C正確;
D、第一宇宙速度是繞地球圓周運動的最大速度,故能達到第一宇宙速度肯定大于天宮一號繞地球圓周運動的速度,故D錯誤.
故選:C.

點評 本題抓住汽車在地球赤道表面運動時向心力的構成從而確定汽車的最大速度,認識并掌握宇宙速度的定義及其物理意義是正確解題的關鍵.

練習冊系列答案
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14.下列各量是矢量的物理量是( 。
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(2)他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下,用毫米刻度尺從懸點量到擺球的最低端的長度l=0.9990m,再用游標卡尺測量擺球直徑,結果如圖乙所示,則擺球的直徑為12.0mm,單擺擺長為0.993m.
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A.OP兩點的距離等于綠光波長
B.若將入射角光換成紅光,紅光的第一條亮條紋到O點的距離大于OP
C.若將兩束獨立綠光直接由S1和S2入射,屏上形成干涉條紋不變
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