(12分)航天宇航員在月球表面完成了如下實(shí)驗(yàn):如圖所示,在月球表面固定一豎直光滑圓形軌道,在軌道內(nèi)的最低點(diǎn),放一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球,當(dāng)給小球水平初速度v0時(shí),小球剛好能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。已知圓形軌道半徑為r,月球的半徑為R。求:

(1)月球表面的重力加速度g;
(2)軌道半徑為2R的環(huán)月衛(wèi)星周期T。

(1)g=v02/5r (2)4

解析試題分析:(1)設(shè)小球的質(zhì)量為m,因小球恰好能完成圓周運(yùn)動(dòng),
小球在最高點(diǎn)有:mg=mv2/r
最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程有-mg.2r=mv2/2-mv20/2
聯(lián)立這兩式得:g=v02/5r
(2)設(shè)月球的質(zhì)量為M,衛(wèi)星質(zhì)量為m
對衛(wèi)星有GMm/4R2=m4 22R/T2
對小球有GMm/R2=mg
聯(lián)立③④⑤得 T="2" =4
考點(diǎn):本題考查圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律和機(jī)械能守恒定律以及萬有引力定律的應(yīng)用。

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(jì)算題

(13分)在一絕緣支架上,固定著一個(gè)帶正電的小球A,A又通過一長為10cm的絕緣細(xì)繩連著另一個(gè)帶負(fù)電的小球B,B的質(zhì)量為0.1kg,電荷量為×10-6C,如圖所示,將小球B緩緩拉離豎直位置,當(dāng)繩與豎直方向的夾角為60°時(shí),將其由靜止釋放,小球B將在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).已知釋放瞬間繩剛好張緊,但無張力.靜電力常量,g取10m/s2。求

(1)小球A的帶電荷量;
(2)釋放瞬間小球B的加速度大小;
(3)小球B運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(10分)如圖所示,水平放置的圓盤半徑為 R =" 1" m,在其邊緣C 點(diǎn)固定一個(gè)高度不計(jì)的小桶,在圓盤直徑 CD 的正上方放置一條水平滑道 AB ,滑道與 CD 平行.滑道右端 B 與圓盤圓心 O 在同一豎直線上,其高度差為 h =" 1.25" m.在滑道左端靜止放置質(zhì)量為 m =" 0.4" kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),物塊與滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ = 0.2.當(dāng)用一大小為 F =" 4" N的水平向右拉力拉動(dòng)物塊的同時(shí),圓盤從圖示位置以角速度 ω = 2πrad/s,繞穿過圓心 O 的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).拉力作用一段時(shí)間后撤掉,物塊在滑道上繼續(xù)滑行,由B 點(diǎn)水平拋出,恰好落入小桶內(nèi).重力加速度取10m/s2

(1)求拉力作用的最短時(shí)間;
(2)若拉力作用時(shí)間為0.5s,求所需滑道的長度.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(18分)如下圖所示,讓小球從圖中的C位置由靜止開始擺下,擺到最低點(diǎn)D處,擺線剛好被拉斷,小球在粗糙的水平面上由D點(diǎn)向右做勻減速運(yùn)動(dòng),到達(dá)小孔A進(jìn)入半徑R=0.3m的豎直放置的光滑豎直圓弧軌道,當(dāng)小球進(jìn)入圓軌道立即關(guān)閉A孔,小球恰好能做圓周運(yùn)動(dòng)。已知擺線長L=2m,,小球質(zhì)量為m=0.5kg,D點(diǎn)與小孔A的水平距離s=2m,g取10m/s2。求:

(1)小球擺到最低點(diǎn)時(shí)的速度以及小球在最低點(diǎn)時(shí)對繩子的拉力
(2)小球運(yùn)動(dòng)到光滑豎直圓弧軌道最高點(diǎn)時(shí)的速度
(3)求粗糙水平面動(dòng)摩擦因數(shù)μ。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(10分)體育課上進(jìn)行“爬桿”活動(dòng),使用了一根質(zhì)量忽略不計(jì)的長桿,豎直固定在地面上(如圖)。一質(zhì)量為40kg的同學(xué)(可視為質(zhì)點(diǎn))爬上桿的頂端后,自桿頂由靜止開始先勻加速再勻減速下滑,滑到竹桿底端時(shí)速度剛好為零。通過裝在長桿底部的傳感器測得長桿對底座的最大壓力為460N,最小壓力280N,下滑的總時(shí)間為3s,求該同學(xué)在下滑過程中的最大速度及桿長。(取g ="10" m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,質(zhì)量M="1.5" kg的小車靜止于光滑水平面上并靠近固定在水平面上的桌子右邊,其上表面與水平桌面相平,小車的左端放有一質(zhì)量為0.5 kg的滑塊Q。水平放置的輕彈簧左端固定,質(zhì)量為0.5 kg的小物塊P置于桌面上的A點(diǎn)并與彈簧的右端接觸,此時(shí)彈簧處于原長,F(xiàn)用水平向左的推力將P緩慢推至B點(diǎn)(彈簧仍在彈性限度內(nèi))時(shí),推力做的功為WF="4" J,撤去推力后,P沿光滑的桌面滑到小車左端并與Q發(fā)生彈性碰撞,最后Q恰好沒從小車上滑下。已知Q與小車表面間動(dòng)摩擦因數(shù)。(g="10" m/s2

(1)Q剛在小車上滑行時(shí)的初速度v0
(2)小車的長度至少為多少才能保證滑塊Q不掉下?

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

光滑絕緣水平面AB上有C、D、E三點(diǎn).CD長L1=10cm,DE長L2=2cm,EB長L3=9cm。另有一半徑R=0.1m的光滑半圓形絕緣導(dǎo)軌PM與水平面相連并相切于P點(diǎn),不計(jì)BP連接處能量損失,F(xiàn)將兩個(gè)帶電量為-4Q和+Q的物體(可視作點(diǎn)電荷)固定在C、D兩點(diǎn),如圖所示。將另一帶電量為+q,質(zhì)量m=1´104kg的金屬小球(也可視作點(diǎn)電荷)從E點(diǎn)靜止釋放,當(dāng)小球進(jìn)入P點(diǎn)時(shí),將C、D兩物體接地,則

(1)小球在水平面AB運(yùn)動(dòng)過程中最大加速度和最大速度對應(yīng)的位置
(2)若小球過圓弧的最高點(diǎn)后恰能擊中放在C處的物體,則小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度為多少?對軌道的壓力為多大?
(3)若不改變小球的質(zhì)量而改變小球的電量q,發(fā)現(xiàn)小球落地點(diǎn)到B點(diǎn)的水平距離s與小球的電量q,符合下圖的關(guān)系,則圖中與豎直軸的相交的縱截距應(yīng)為多大?

(4)你還能通過圖像求出什么物理量,其大小為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(16分)如圖所示,四分之一光滑絕緣圓弧軌道AP和水平絕緣傳送帶PC固定在同一 豎直平面內(nèi),圓弧軌道的圓心為0,半徑為R0傳送帶PC之間的距離為L,沿逆時(shí)針方向 的運(yùn)動(dòng)速度v=.在PO的右側(cè)空間存在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場。一質(zhì)量為m、電荷量 為+q的小物體從圓弧頂點(diǎn)A由靜止開始沿軌 道下滑,恰好運(yùn)動(dòng)到C端后返回。物體與傳送 帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,不計(jì)物體經(jīng)過軌道與傳 送帶連接處P時(shí)的機(jī)械能損失,重力加速度為g

(1)求物體下滑到P點(diǎn)時(shí),物體對軌道的壓力F
(2)求物體返回到圓弧軌道后,能上升的最大高度H
(3)若在PO的右側(cè)空間再加上方向垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場 (圖中未畫出),物體從圓弧頂點(diǎn)A靜止釋放,運(yùn)動(dòng)到C端時(shí)的速度為,試求物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t。

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,傾角θ=30°的足夠長光滑斜面下端與一光滑水平面相接,連接處用一光滑小圓弧過渡,斜面上距水平面高度分別為h1=5m和h2=0.2m的兩點(diǎn)上,各靜置一小滑塊A和B。某時(shí)刻由靜止開始釋放滑塊A,經(jīng)過一段時(shí)間t后,再由靜止開始釋放滑塊B。g取10m/s2,求:

(1)為了保證A、B兩滑塊不會(huì)在斜面上相碰,t最長不能超過多少?
(2)若滑塊A從斜面上h1高度處自由下滑的同時(shí),滑塊B受到恒定外力作用從P點(diǎn)以加速度a=2m/s2由靜止開始向左運(yùn)動(dòng),滑塊A經(jīng)多長時(shí)間追上滑塊B?

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同步練習(xí)冊答案