在宇宙探索中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)某顆行星的質(zhì)量和半徑均為地球的1/2,宇航員登陸到該行星的表面時,將長度L=0.45m的細(xì)繩一端固定,另一端系質(zhì)量m=0.1kg的金屬球,并讓金屬球恰好能在豎直面內(nèi)作圓周運動。已知地球表面重力加速度g=10m/s2。求:
⑴該行星表面的重力加速度g′;
⑵金屬球通過最高點時線速度大小;
⑶金屬球通過最低點時線速度大小

⑴g′=20m/s2;⑵v1=3m/s;⑶v2m/s。

解析試題分析:⑴設(shè)地球半徑為M,半徑為R,在地球表面有:≈mg            ①
設(shè)行星半徑為M′,半徑為R′,在行星表面有:≈mg′                 ②
根據(jù)題意有:M=2M′,R=2R′,               ③
由①②③式聯(lián)立解得:g′=2g=20m/s2
⑵金屬球通過最高點時,設(shè)其速度為v1,由于小球恰能經(jīng)過最高點,因此此時只受重力mg′作用,根據(jù)牛頓第二定律有:mg′=               ④
由④式解得:v1m/s=3m/s
⑶設(shè)小球運動至最低時速度為v2,在整個運動過程中,小球只受mg′和細(xì)繩的拉力T作用,又因為拉力T的方向始終與小球速度方向垂直,因此整個運動過程中拉力T始終不做功,在小球由最高點運動至最低點的過程中,根據(jù)動能定理有:mg′×2L=               ⑤
由④⑤式聯(lián)立解得:v2m/s=m/s
考點:本題主要考查了萬有引力定律、牛頓第二定律、動能定理的應(yīng)用以及豎直平面內(nèi)圓周運動的臨界條件的分析問題,屬于中檔偏高題。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)已知某星球的自轉(zhuǎn)周期為T。,在該星球赤道上以初速度v豎直上拋一物體,經(jīng)t時間 后物體落回星球表面,已知物體在赤道上隨星球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a,要使赤道上的物體 “飄”起來,則該星球的轉(zhuǎn)動周期T要變?yōu)槎啻螅?/p>

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

圖甲為豎直放置的離心軌道,其中圓軌道的半徑r=0.10m,在軌道的最低點A和最高點B各安裝了一個壓力傳感器(圖中未畫出),小球(可視為質(zhì)點)從斜軌道的不同高度由靜止釋放,可測出小球在軌道內(nèi)側(cè)通過這兩點時對軌道的壓力FA和FB。g取10m/s2。

(1)若不計小球所受阻力,且小球恰能過B點,求小球通過A點時速度vA的大小;
(2)若不計小球所受阻力,小球每次都能通過B點,F(xiàn)B隨FA變化的圖線如圖乙中的a所示,求小球的質(zhì)量m;
(3)若小球所受阻力不可忽略,F(xiàn)B隨FA變化的圖線如圖乙中的b所示,求當(dāng)FB=6.0N時,小球從A運動到B的過程中損失的機(jī)械能。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

過山車是游樂場中常見的設(shè)施。如圖是一種過山車的簡易模型,它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)半徑R= 2.0m的圓形軌道組成,B、C分別是圓形軌道的最低點和最高點。一個質(zhì)量為m=1.0kg的小滑(可視為質(zhì)點),從軌道的左側(cè)A點以v0= 12m/s的初速度沿軌道向右運動,A、B間距L= 11.5m。小滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)。圓形軌道是光滑的,水平軌道足夠長。取重力加速度g=10m/s2。求:

(1)滑塊經(jīng)過B點時的速度大小;
(2)滑塊經(jīng)過C點時受到軌道的作用力大小F;
(3)滑塊最終停留點D(圖中未畫出)與起點A的距離d。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如右圖所示,豎直平面內(nèi)兩根光滑細(xì)桿所構(gòu)成的角∠AOB被鉛垂線OO′平分,∠AOB=120°.兩個質(zhì)量均為m的小環(huán)P、Q通過水平輕彈簧的作用靜止在A、B兩處,A、B連線與OO′垂直,連線與O點的距離為h,彈簧原長為.現(xiàn)在兩小環(huán)沿桿向下移動至A′B′,使其在豎直方向上均下移h距離,同時釋放兩環(huán).整個過程未超出彈簧的彈性限度,重力加速度為g,試求:

(1)彈簧的勁度系數(shù);
(2)釋放瞬間兩環(huán)加速度的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

質(zhì)量均為m的物體A和B分別系在一根不計質(zhì)量的細(xì)繩兩端,繩子跨過固定在傾角為30°的斜面頂端的定滑輪上,斜面固定在水平地面上,開始時把物體B拉到斜面底端,這時物體A離地面的高度為0.8米,如圖所示.。若摩擦力均不計,從靜止開始放手讓它們運動.(斜面足夠長,g取10m/s2)求:

(1)物體A著地時的速度;    
(2)物體A著地后物體B沿斜面上滑的最大距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

(6分)某同學(xué)利用圖(a)所示實驗裝置即數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應(yīng)關(guān)系圖,如圖(b)所示,實驗中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200g,實驗時選擇了不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪,小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機(jī)得到,回答下列問題:

(1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果,小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成      (填“線性”或“非線性”)的關(guān)系。
(2)由圖(b)可知,圖線不經(jīng)過遠(yuǎn)點,可能的原因是          。
(3)若利用本實驗裝置來驗證“在小車質(zhì)量不變的情況下,小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論,并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力,則實驗中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是      ,鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是           。

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

小明在做雙腳跳臺階的健身運動,若忽略空氣阻力,則下列說法正確的是:

A.小明在下降過程中處于失重狀態(tài)
B.小明起跳以后在上升過程處于超重狀態(tài)
C.小明落地時地面對他的支持力小于他的重力
D.起跳過程地面對小明的作用力就是他對地面的作用力

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

2013年6月13日,搭載聶海勝、張曉光、王亞平3名航天員的“神舟十號”飛船與“天宮一號”目標(biāo)飛行器在離地面343 km的圓軌道上成功進(jìn)行了我國第5次載人空間交會對接。下列說法正確的是 (    )

A.“神舟十號”欲追上“天宮一號”,必須在同一軌道上點火加速
B.航天員以漂浮姿態(tài)進(jìn)入“天宮一號”,說明航天員不受地球引力作用
C.王亞平在“天宮一號”中講課時不可以用彈簧秤懸掛測物體的重力
D.完成對接后的組合體將與地球保持同步

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同步練習(xí)冊答案