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在半径R=5000km的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如图甲所示.竖直...

在半径R=5000km的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如图甲所示.竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成,将质量m=0.2kg的小球,从轨道AB上高H处的某点静止滑下,用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F,改变H的大小,可测出相应的F大小,F随H的变化关系如图乙所示.求:
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(1)圆轨道的半径及星球表面的重力加速度.
(2)该星球的第一宇宙速度.
(1)小球从A到C运动的过程中,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律和牛顿第二定律求出小球对轨道C点的压力与H的关系式,然后结合F-H图线求出圆轨道的半径和星球表面的重力加速度. (2)第一宇宙速度与贴着星球表面做匀速圆周运动的速度相等,根据万有引力等于重力mg=m求出该星球的第一宇宙速度. 【解析】 (1)小球过C点时满足F+mg=m   又根据mg(H-2r)=mvC2       联立解得F=H-5mg           由题图可知:H1=0.5 m时F1=0;H2=1.0 m时F2=5 N; 可解得g=5 m/s2      r=0.2 m       故圆轨道的半径为0.2m,月球表面的重力加速度为5m/s2. (2)据m=mg          可得v==5×103 m/s. 故星球的第一宇宙速度为5×103m/s.
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考点分析:
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某实验小组要测量一节干电池的电动势和内阻,实验室提供的实验器材如下:
A.待测的干电池(电动势约为1.5V,内电阻约为2Ω)
B.电压表V1(0~2V,内阻RV1=4000Ω)
C.电压表V2(0~2V,内阻RV2约为3500Ω)
D.电流表A(0~3A,内阻0.1Ω)
E.电阻箱R1(0~9999Ω)
F.滑动变阻器R2(0~200Ω,lA)
G.电键和导线若干
该小组根据以上实验器材设计了如图1所示的电路来测量电源的电动势和内阻.
(1)请你根据实验电路补充完整主要的实验步骤:
a.闭合电键______,记下V1的读数U1
b.闭合电键______,断开电键______
记下______
(2)请你根据以上步骤记录的物理量和已知的物理量写出该干电池的电动势和内阻的表达式:
E=______.   r=______
(3)在现有器材的条件下,请你选择合适的实验器材,并设计出另一种测量干电池电动势和内阻的方案,在下边方框2中画出实验电路图.
(4)如果要求用图象法处理你设计的实验的数据,并能根据图象较直观地求出电动势和内阻,则较适合的函数表达式是______.请你在下边虚框3中画出此表达式对应的大致图象.
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(1)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图1甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳套.图1乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
①图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是______
②在本实验中,两次拉橡皮条时,都需要将橡皮条拉到______,这样做的目的是______
(2)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律.已知当地的重力加速度g=9.80m/s2
①实验小组选出一条纸带如图乙所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,测得h1=12.01cm,h2=19.15cm,h3=27.86cm.打点计时器通以50Hz的交流电.根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______J;此时重锤的动能比开始下落时增加了______ J,根据计算结果可以知道该实验小组在做实验时出现的问题是______.(重锤质量m已知)
②在图乙所示的纸带基础上,某同学又选取了多个计数点,并测出了各计数点到第一个点O的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以manfen5.com 满分网为纵轴画出的图线应是如图3中的______.图线的斜率表示______
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(1)用单摆测重力加速度的实验中,为使周期的测量尽可能准确,开始计时的位置应在单摆摆动到    (选填“最高点”或“最低点”).如果测量出摆球完成N次全振动的时间为t,则计算单摆周期的表达式T=    ,这是应用了    (选填“比较法”、“放大法”、“替代法”、“转换法”)来减少测量的误差.
(2)正在铁路边工作的工人,听到一列火车的汽笛声,发现汽笛声的音调越来越高,这种现象在物理学中叫    ,由此可判断这列火车正在    (选填“背离”、“向着”)他行驶. 查看答案
(1)利用油酸溶于酒精,制成油酸酒精溶液,取1滴这样的油酸酒精溶液滴到水面上,油酸在水面上形成单分子薄层,只要测算出一滴溶液中纯油酸的体积V和在水面上形成的油膜面积S,就可以估测出分子直径的大小.这种粗略测定分子大小的方法叫    ,分子直径的表达式d=    ,一般分子的直径数量级为    m.
(2)在地球上,将一滴较大的水银放在水平放置的玻璃板上,水银滴呈扁平形状.如果将此装置放在绕地球飞行的宇宙飞船上,水银滴将呈    状,这是因为液体的表面存在    的作用. 查看答案
在如图甲所示的电路中,电源电动势为3.0V,内阻不计,L1、L2、L3为三个特殊材料制成的相同规格的小灯泡,这种灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,当开关S闭合稳定后( )
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A.L1、L2、L3的电阻相同
B.L3两端的电压为L1的2倍
C.通过L3的电流是L1的2倍
D.L3消耗的功率为0.75W
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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