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宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其他...

宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:一种是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行;另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的圆轨道运行。设每个星体的质量均为m.

(1)试求第一种形式下,星体运动的线速度v和周期T.

(2)假设两种形式下星体的运动周期相同,试求第二种形式下星体间的距离r应为多少?[设三个星体做圆周运动的半径为6ec8aac122bd4f6e(未知)]

 

(1)     (2) 【解析】(1)在第一种形式下,以某个运动星体为研究对象,根据牛顿第二定律和万有引力定律有:,(1分) (1分) 解得   (1分) 而 (1分) 解得     (1分) (2)设第二种形式下,三个星体做圆周运动的半径为 由于星体做圆周运动所需的向心力靠其他两个星体的万有引力的合力提供,由力的合成和牛顿运动定律有 (2分) 解得  (2分)
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考点分析:
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宇航员站在某一星球表面上的某高度,沿水平方向抛出一小球,经过时间t,小球落到星球表面上,测得抛出点与落地点之间的距离为6ec8aac122bd4f6e.若抛出时的初速度增大到2倍,则抛出点与落地点之间的距离为6ec8aac122bd4f6e.已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R,万有引力常数为G.不计空气阻力,求该星球的质量6ec8aac122bd4f6e

 

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已知某星球的半径为R,星球的质量为6ec8aac122bd4f6e,它的自转周期为T,有一质量为6ec8aac122bd4f6e的物体静置于该星球的赤道上,试求物体所受的支持力F有多大?(不能忽略星球的自转)

 

 

 

 

 

 

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如图所示,一个人用一根长为R=1米,能承受最大拉力为F=74N的绳子,系着一个质量为m=1Kg的小球,在竖直平面内作圆周运动,已知圆心O离地面高h=6米。运动中小球在圆周的最低点时绳子刚好被拉断,绳子的质量和空气阻力均忽略不计,g=10 m/s2.求:

(1)绳子被拉断的瞬间,小球的速度v的大小?

(2)绳断后,小球落地点与圆周的最低点间的水平距离x多大?

 

6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向抛出,同时B球被松开,A、B两球质量相等.观察发现两球几乎同时着地,你认为从该实验能得出的结论是       

A.平抛运动的物体在水平方向上是匀速直线运动 B.两球同时出发

C.平抛运动的物体在竖直方向是自由落体运动  D.两球运动的路程相等

 

6ec8aac122bd4f6e

 

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在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置,实验时用了如右图所示的装置.

先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B

6ec8aac122bd4f6e

又将木板再向远离槽口平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C.

若测得木板每次移动距离x=10.00 cm,A、B间距离y1=5.02 cm,B、C间距离y2=14.82 cm.请回答以下问题(g=9.80 m/s2)

(1)实验中,下列说法正确的是_________。

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下

B.斜槽轨道必须光滑

C.斜槽轨道末端可以不水平

D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些

(2)根据以上直接测量的物理量求得小球初速度的表达式为v0=__________.(用题中所给字母表示)

(3)小球初速度的值为v0=__________ m/s.

 

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