【題目】在半徑R=5 000 km的某星球表面,宇航員做了如下實驗,實驗裝置如圖甲所示,豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成,將質(zhì)量m=0.2 kg的小球從軌道AB上高H處的某點靜止滑下,用力傳感器測出小球經(jīng)過C點時對軌道的壓力F,改變H的大小,可測出相應(yīng)F的大小,FH的變化如圖乙所示.求:

 

(1)圓弧軌道的半徑;

(2)該星球表面的重力加速度的大;

(3)該星球的第一宇宙速度.

【答案】(1)0.2 m  (2)5 m/s2  (3)5 km/s

【解析】設(shè)該星球表面的重力加速度為g0,C點的速度為v0,圓弧軌道的半徑為r,由題圖知,當(dāng)H=0.5 m

F=0,則:mg0m

小球由出發(fā)點到C的過程,由機械能守恒定律得:mg0(H-2r)=mv02

由①②解得:r=0.2 m

(2)當(dāng)H=1.0 m時,F=5 N,設(shè)此時小球到達(dá)最高點的速度為v,則:mg0Fm

由機械能守恒定律得:mg0(H-2r)=mv2

由③④解得:g0=5 m/s2

(3)該星球的第一宇宙速度是該星球近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度,由牛頓第二定律得:mg0m

解得:v1=5 km/s

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】由兩種不同材料拼接成的直軌道ABCB為兩種材料的分界線,長度AB>BC。先將ABC按圖1方式搭建成傾角為θ的斜面,讓一小物塊(可看做質(zhì)點)從斜面頂端由靜止釋放,經(jīng)時間t小物塊滑過B點;然后將ABC按圖2方式搭建成傾角為θ的斜面,同樣將小物塊從斜面頂端由靜止釋放,小物塊經(jīng)相同時間t滑過B點。則小物塊

A. AB段的動摩擦因數(shù)比與BC段的動摩擦因數(shù)大

B. 兩次滑到B點的速率相同

C. 兩次從頂端滑到底端所用的時間相同

D. 兩次從頂端滑到底端的過程中摩擦力做功相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖所示裝置做“驗證牛頓第二定律”的實驗.現(xiàn)已提供了小車、一端附有定滑輪的長木板、紙帶、細(xì)線、砝碼、砂和砂桶、刻度尺、天平、導(dǎo)線.


(1)為了完成實驗,還需的實驗器材是______
A.直流電源B.交流電源
C.打點計時器 D.秒表
(2)實驗中將砂和砂桶總重力大小作為繩子拉力的大小,從而在實驗中引起了系統(tǒng)誤差,為盡量減小該系統(tǒng)誤差,可以讓砂和砂桶總質(zhì)量______小車質(zhì)量(選填“大于”、“遠(yuǎn)大于”、“小于”、“遠(yuǎn)小于”或“等于”);
(3)實驗中,先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度,使細(xì)線與長木板平行,接下來將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,撤去砂和砂桶,給打點計時器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動.這樣做的目的是為了______從而使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】自然界中有兩種電荷:即__________。同種電荷相互_____,異種電荷相互_____。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于運動合成的說法中正確的是(

A. 兩個勻速運動的合運動可能不是直線運動

B. 兩個勻速直線運動的合運動一定不是直線運動

C. 一個勻速運動與一個勻變速運動的合運動不可能是直線運動

D. 兩個分運動的時間一定與它們合運動的時間相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(10分)如圖所示為某種透明材料制成的一塊柱形棱鏡的橫截面圖,CD是半徑為R的四分之一圓,圓心為O;光線從AB面上的M點入射,入射角為θ,光進(jìn)入棱鏡后恰好在BC面上的O點發(fā)生全反射,然后由CD面射出。已知OB段的長度為L,真空中的光速c。求:

(i)透明材料的折射率n;

(ii)該光在透明材料內(nèi)傳播的時間t。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】A、B兩輛玩具小汽車在相互靠近的兩條平直的軌道上同向勻速行駛,初速度分別為vA=6m/s、vB=2m/s,當(dāng)A車在B車后面x=3.5m時開始以恒定的加速度aA=1m/s2大小剎車并停止運動,求:

(1)A車超過B車后,保持在B車前方的時間;

(2)A車超過B車后領(lǐng)先B車的最大距離;

(3)若A車剎車時B車同時開始加速,加速度aB=2m/s2,但B車的最大速度只有vm=4m/s,通過計算說明A車能否追上B車?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】變壓器的原副線圈匝數(shù)比為2:1,副線圈接有小燈泡與二極管(具有單向?qū)щ娦裕圈繞垂直于磁場的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,線圈的內(nèi)阻忽略不計,從圖示位置開始時,產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的圖像如圖所示,以下判斷正確的是( )

A. 0.02s時刻線圈中磁通量最大

B. 0.015s時刻電壓表示數(shù)為0

C. 小燈泡兩端電壓為V

D. 增大線圈的轉(zhuǎn)動速度,小燈泡的亮度會變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】最早系統(tǒng)地研究自由落體的物理學(xué)家是伽利略,他為了研究自由落體的規(guī)律,采用“沖淡”重力的方法,將落體實驗轉(zhuǎn)化為著名的沿斜面運動的實驗(如圖所示)。實驗中,伽利略不斷改變銅球滾下的距離,重復(fù)了多次,測量了銅球在較小傾角斜面上運動的位移和時間,發(fā)現(xiàn)位移與時間的平方成正比;增大斜面傾角,該規(guī)律仍然成立。于是,他外推到傾角為90°的情況,得出結(jié)論。關(guān)于該實驗,下列說法中正確的是

A. 伽利略能得出的結(jié)論可能是“斜面長度一定時,小球從頂端滾到底端時的速度與傾角無關(guān)”

B. 伽利略能得出的結(jié)論可能是“斜面長度一定時,小球從頂端滾到底端所用時間與傾角無關(guān)”

C. 當(dāng)時利用斜面做實驗主要是考慮到實驗時便于測量小球運動的時間

D. 當(dāng)時利用斜面做實驗主要是考慮到實驗時便于測量小球運動的加速度大小

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