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宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一个小球,经过时间t,小球落到星球...

宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一个小球,经过时间t,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L。若抛出时的初速增大到2倍,则抛出点与落地点之间的距离为6ec8aac122bd4f6eL。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。

(1)求该星球的质量M

(2)求在距离该星球表面H高处的轨道上做匀速圆周运动的飞行器的运动周期。

 

(1)M=2LR2/(3Gt2)(2) 【解析】(1)设抛出点高度为h, 第一次水平射程为x,则有   x2+h2=L2  ……………(1分) 当初速增大到2倍, 则有   (2x)2+h2=(L)2  ……………(1分) h=gt2/2     ……………(1分) GMm/R2=mg   ……………(1分) 解得  M=2LR2/(3Gt2)  ……………(2分) (2)由……………(2分) 解得 ……………(2分) 本题考查平抛运动和万有引力的结合问题,根据平抛运动中水平方向和竖直方向的分运动,两次运动的位移关系可求出表面重力加速度数值,利用黄金代换可求出星球质量,由万有引力提供向心力可求出飞行器的运动周期
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考点分析:
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已知火星半径R=6ec8aac122bd4f6eR,火星质量M=6ec8aac122bd4f6eM,问:

(1)火星表面处的重力加速度与地球表面处的重力加速度之比为多少?

(2)若想在火星上发射一颗接近火星表面运行的人造卫星,则发射速度与在地球上发射一颗近地卫星的发射速度之比为多少?

 

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质量m=5×103kg的汽车分别驶过半径R=100m的凸形桥和凹形桥,g=10m/s2

(1)若汽车的速率为v=10m/s,求在凹形桥的最低点,汽车对桥面的压力;

(2)若汽车通过凸形桥顶端时对桥面的压力为零,求此时汽车的速率是多少?

 

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随着航天技术的发展,许多实验可以搬到太空中进行,飞船绕地球做匀速圆周运动时,无法用天平称量物体的质量。假设某宇航员在这种环境下设计了如图19所示装置(图中O为光滑的小孔)来间接测量物体的质量:给待测物体一个初速度,使它在桌面上做匀速圆周运动。设飞船中具有基本测量工具。实验时需要测量的物理量是弹簧秤示数F、圆周运动的周期T、______   __;待测物体质量的表达式为_______       __(用测定量表示)。

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有甲、乙、丙三个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动规律”的实验:

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 (1)甲同学采用如图(1)所示的装置.用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明______________________.

(2)乙同学采用如图(2)所示的装置.两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出.实验可观察到的现象应是____________________________________.仅仅改变弧形轨道M距离与轨道N相切的水平板的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明____________________________________.

 

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在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如左图所示,产生的交变电动势的图象如右图所示,则

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A.t=0.005s时线框的磁通量变化率为零

B.t=0.01s时线框平面与中性面重合

C.线框产生的交变电动势有效值为311V

D.线框产生的交变电动势的频率为100Hz

 

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