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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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manfen5.com 满分网如图所示,质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上.已知l=1.4m,v=3.0m/s,m=0.10kg,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,桌面高h=0.45m,不计空气阻力,重力加速度取10m/s2,求:
(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s;
(2)小物块落地时的动能EK
(3)小物块的初速度大小v
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如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题:
(1)为完成此实验,除了所给的器材外,还需要的器材有    .(填入正确选项前的字母)
A.米尺   B.秒表   C.低压直流电源  D.低压交流电源
(2)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器材.
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上.
C.用天平测出重锤的质量.
D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带,再更换纸带重复多次.
E.选择一条合适的纸带,测量纸带上某些点间的距离.
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
其中操作不当的步骤是    ,非必需的步骤是   
(3)如果以v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的v2-h图象,该图象是    ,该图线的斜率等于   
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关于“探究功与速度变化的关系”的实验中,下列叙述正确的是 ( )
A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C.放小车的长木板应该尽量使其保持水平
D.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出
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在“探究平抛运动的规律”的实验中,分成两步进行:
(1)如图(甲)所示.当金属锤D打击金属片时,A球就水平飞出,B球同时竖直下落,两球同时落到地面.这个实验说明A球    (填写选项代号).
A.水平方向的分运动是匀速直线运动
B.水平方向的分运动是匀加速直线运动
C.竖直方向的分运动是自由落体运动
D.竖直方向的分运动是匀速直线运动
(2)用一张印有小方格的纸作出其轨迹如图(乙)所示,运动途中的三个位置分别为a、b、c,小方格的边长为L,则小球平抛运动的初速度为   
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由光滑细管组成的轨道如图所示,其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧,轨道固定在竖直平面内.一质量为m的小球,从距离水平地面为H的管口D处静止释放,最后能够从A端水平抛出落到地面上.下列说法正确的是( )
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A.小球能从细管A端水平抛出的条件是H>2R
B.小球到达A点时对细管的作用力一定随H的增大而增大
C.小球落地相对于A点的水平位移大小为2manfen5.com 满分网
D.若H不变,则当R=manfen5.com 满分网时,小球落地相对于A点的水平距离最大,且最大为H
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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