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飞天同学是一位航天科技爱好者,当他从新闻中得知,中国航天科技集团公司将在2010年底为青少年发射第一颗科学实验卫星--“希望一号”卫星(代号XW-1)时,他立刻从网上搜索有关“希望一号”卫星的信息,其中一份资料中给出该卫星运行周期10.9min.他根据所学知识计算出绕地卫星的周期不可能小于83min,从而断定此数据有误.
已知地球的半径R=6.4×106m,地球表面的重力加速度g=10m/s2.请你通过计算说明为什么发射一颗周期小于83min的绕地球运行的人造地球卫星是不可能的.
航天器绕地球运行,根据万有引力提供向心力列出等式表示出运行周期. 卫星贴地飞行的周期最小,根据地球表面上所受重力近似等于万有引力表示出GM进行代换求解. 【解析】 设地球质量为M,航天器质量为m,航天器绕地球运行的轨道半径为r、周期为T, 根据万有引力定律和牛顿运动定律有 = 解得T=2π  由上式可知,轨道半径越小,周期越小.因此,卫星贴地飞行(r=R)的周期最小,设为Tmin, 则Tmin=2π 质量为m的物体在地球表面上所受重力近似等于万有引力,即=mg 因此有 GM=gR2  联立解得:Tmin=2π=5024a=83.7min  因绕地球运行的人造地球卫星最小周期为83.7min,所以发射一颗周期为83min的绕地球运行的人造地球卫星是不可能的.
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考点分析:
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(1)在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中,根据不同的实验原理应相应选取不同的测量电表,下列选项中正确的是
A.若用“等电势差”描绘等势线,用电压表
B.若用“等电势差”描绘等势线,用电流表
C.若用“等电势”描绘等势线,用灵敏电流表
D.若用“等电势”描绘等势线,用电压表
(2)探究能力是物理学研究的重要能力之一.有同学通过设计实验来探究物体因绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关.他以圆型砂轮为研究对象,研究其转动动能与其质量、半径、角速度等的具体关系.如图所示,砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度ω,然后让砂轮脱离动力,用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下,设尺和砂轮间的摩擦力恒为manfen5.com 满分网,(不计转轴的质量及其与支架间的摩擦)分别取不同质量、不同半径的砂轮,使其以不同角速度旋转的进行实验,最后得到的数据如表所示
半径/cm质量/m角速度/rad•s-1圈数转动动能/J
4128
41318
41432
42216
43224
44232
81216
121224
161232
(1)根据题给数据计算砂轮的转动动能Ek,并填在上面的表格里.
(2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式为   
(3)以上实验运用了物理学中的一个重要的思维方法是:   
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如果用F表示滑动摩擦力的大小,用 FN表示正压力的大小,则有F=μFN,式中μ叫做动摩擦因数.为了测量两张纸之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验.如图1所示,在木块A和木板B上贴上待测的纸,B板水平固定,用测力计拉A,使A匀速向左运动,读出并记下测力计的读数 F,测出木块A的质量m,则μ=F/mg
(1)该同学把待测的纸贴在木块A和木板B上是为了   
A.防止纸被拉破
B.防止纸在拉动过程中皱折
C.增大木块A和木板B之间的相互作用力
D.增大木块A和木板B之间的滑动摩擦力
(2)在实验操作过程中,应尽量使木块A做匀速运动,以减小实验误差.操作示意图如图2所示,则测力计测得的滑动摩擦力误差较小的是   
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人的心脏跳动一次,就是一个血液循环.当心脏收缩时,左心室通过主动脉把血液射出,做功为1.0J,右心室通过肺动脉把血液射入肺部,做功为0.2J.成年人正常心跳每分钟75次.而人运动时,心脏跳动一次射出的血液的量比静息时增加3倍,收缩压力也增加50%,心跳也加快一倍.则关于心脏作功的说法,以下正确的是( )
A.静息时心脏每跳动一次做功为1.2J
B.静息时心脏的功率为1.25W
C.运动时心脏每跳动一次做功为72J
D.运动时心脏的功率为18W
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如图所示,几条足够长的光滑直轨道与水平面成不同角度,从P点以大小不同的初速度沿各轨道发射小球,若各小球恰好在相同的时间内达到各自的最高点,则各小球最高点的位置( )
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A.在同一水平线上
B.在同一竖直线上
C.在同一圆周上
D.在同一抛物线上
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嫦娥奔月蕴含着炎黄儿女千年的飞天梦想,随着我国“嫦娥计划”的逐步进展,奔月梦想即将成为现实.某校物理兴趣小组收集了月球表面的许多资料,如 ①没有空气;②重力加速度约为地球表面的manfen5.com 满分网;③没有磁场…并设想登上月球后,完成如下实验:在空中从同一高度同时自由释放氢气球和铅球,忽略地球和其它星球的影响,你认为以下说法正确的是( )
A.氢气球和铅球都处于漂浮状态
B.氢气球和铅球都将下落,且同时落地
C.氢气球将加速上升,铅球加速下落
D.氢气球和铅球都将下落,但铅球先落到地面
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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