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一宇航员抵达一半径为R的星球表面后,为了测定该星球的质量M,做如下实验,取一根细...

manfen5.com 满分网一宇航员抵达一半径为R的星球表面后,为了测定该星球的质量M,做如下实验,取一根细线穿过光滑的细直管,细线一端栓一质量为m的砝码,另一端连在一固定的测力计上,手握细直管抡动砝码,使它在竖直平面内做完整的圆周运动.停止抡动细直管,砝码可继续在同一竖直平面做完整的圆周运动.如图所示,观察测力计得到,当砝码运动到圆周的最低点和最高点两位置时,测力计的读数差为△F,已知引力常量为G,试根据题中提供的条件和测量结果,求出该星球的质量M.
在最高点和最低点分别对小球进行受力分析,找出向心力来源;再根据小球在摆动过程中机械能守恒可求出重力加速度;再由在星球表面,万有引力等于重力,就可解出星球的质量. 【解析】 砝码在最高点细线的拉力为F1,速度为v1,则:           ① 砝码在最低点细线的拉力为F2,速度为v2,则:              ② 由机械能守恒定律得:                             ③ 由①、②、③解得:               ④ 在星球表面,万有引力等于重力,    ⑤ 由④、⑤解得:; 故星球质量为.
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考点分析:
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如图所示,AB是倾角为θ的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R.一个质量为m的物体(可视为质点)从直轨道的P点由静止释放,结果它在两轨道之间做往复运动.已知P点与圆弧的圆心O等高,物体与轨道AB间的动摩擦因素为μ,求:
(1)物体做往复运动的过程中,在轨道AB上通过的总路程.
(2)物体对圆弧轨道最低点E的最小压力.

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在一段东西方向上的平直公路上,有一辆质量m=10T的卡车,正在向东加速行驶,在经过t=50s的时间内,卡车的速度从v1=5m/s均匀增大到v2=15m/s,已知卡车在运动时受到的阻力为车重的k倍,且k=0.05,g=10m/s2.试求:
(1)卡车在这段时间内动能的变化量?
(2)在这段时间里的中间时刻,发动机的瞬时功率?
(3)在这段时间内卡车的牵引力所做的功?
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如图所示,滑板运动员从倾角为53°的斜坡顶端滑下,滑下的过程中他突然发现在斜面底端有一个高h=1.4m、宽L=1.2m的长方体障碍物,为了不触及这个障碍物,他必须在距水平地面高度H=3.2m的A点沿水平方向跳起离开斜面.已知运动员的滑板与斜面间的动摩擦因数μ=0.1,忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2.(已知sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:
(1)若运动员不触及障碍物,他从A点起跳后到落至水平面的过程所经历的时间;
(2)运动员为了不触及障碍物,他从A点跳离斜面的最小速度.

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在“验证机械能守恒定律”的实验中,质量为m的重锤从高处由静止开始下落,重锤拖着的纸带通过打点计时器打出一系列点,对纸带上的点进行测量,就可以验证机械能守恒定律.如图所示,选取纸带上打出的连续A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为x,点A、C间的距离为x1,点C、E间的距离为x2,交流电的频率为f,那么纸带的    端与重物相连(填“左”或“右”).用以上给出的已知量写出C点速度的表达式:vC=    ;在OC这段时间内,重锤的重力势能的减少量为    J,
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在做研究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹.
(1)为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,将你认为正确选项的前面字母填在横线上:______
A、通过调节使斜槽的末端保持水平
B、每次释放小球的位置必须不同
C、每次必须由静止释放小球
D、小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
(2)在该实验中,某同学记录了A、B、C三点,取A点为坐标原点,建立了如图所示的坐标系.平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出.那么A、B两点的时间间隔是______,小球平抛的初速度为______.(g=10m/s2

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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