航天宇航员在月球表面完成了如下实验:如图所示,在月球表面固定一竖直光滑圆形轨道,在轨道内的最低点,放一可视为质点的小球,当给小球水平初速度v
时,小球刚好能在竖直面内做完整的圆周运动.已知引力常量为G,圆形轨道半径为r,月球的半径为R.求:
(1)月球表面的重力加速度g;
(2)月球的质量M;
(3)若在月球表面上发射一颗环月卫星,其最小发射速度.
考点分析:
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如图所示,一小球自平台上水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为α=53°的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m,重力加速度g=10m/s
2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:
(1)小球水平抛出的初速度v
是多少?
(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少?
(3)若斜面顶端离地高H=20.8m,则小球离开平台后经多长时间t到达斜面底端?
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一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系.
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
F/N | 2.42 | 1.90 | 1.43 | 0.97 | 0.76 | 0.50 | 0.23 | 0.06 |
ω/rad•s-1 | 28.8 | 25.7 | 22.0 | 18.0 | 15.9 | 13.0 | 8.5 | 4.3 |
(1)首先,他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动,数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω(如下表),并且根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图象
.
(2)通过对图象的观察,兴趣小组的同学猜测F与ω
2成正比.你认为,可以通过进一步的转换,通过绘出
关系图象来确定他们的猜测是否正确.
(3)在证实了F∝ω
2之后,他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条F-ω图象,他们将三次实验得到的图象放在一个坐标系中,如图乙所示.通过对三条图象的比较、分析、讨论,他们得出F∝r的结论,你认为他们的依据是:
.
(4)通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω
2r,其中比例系数k的大小为
,单位是
.
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在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25cm若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v
=______
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在用图所示的装置做“探究动能定理”的实验时,下列说法正确的是______(填字母代号).
A.为了平衡摩擦力,实验中可以将长木板的左端适当垫高,使小车拉着穿过打点计时器的纸带自由下滑时能保持匀速运动
B.为简便起见,每次实验中橡皮筋的规格要相同,拉伸的长度要一样
C.可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值
D.可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值
E.实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源
F.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度
G.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度.
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一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动,运动过程中保持恒定的牵引功率,其加速度a和速度的倒数(
)图象如图所示.若已知汽车的质量,则根据图象所给的信息,不能求出的物理量是( )
A.汽车的功率
B.汽车行驶的最大速度
C.汽车所受到阻力
D.汽车运动到最大速度所需的时间
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