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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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如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系.小车上固定一个盒子,盒子内盛有沙子.沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m,小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.
(1)验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比:从盒子中取出一些沙子,装入沙桶中,称量并记录沙桶的总重力mg,将该力视为合外力F,对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出.多次改变合外力F的大小,每次都会得到一个相应的加速度.本次实验中,桶内的沙子取自小车中,故系统的总质量不变.以合外力F为横轴,以加速度a为纵轴,画出a-F图象,图象是一条过原点的直线.
①a-F图象斜率的物理意义是   
②你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理?
答:     (填“合理”或“不合理”).
③本次实验中,是否应该满足M≫m这样的条件?
答:    (填“是”或“否”);理由是   
(2)验证在合外力不变的情况下,加速度与质量成反比:保持桶内沙子质量m不变,在盒子内添加或去掉一些沙子,验证加速度与质量的关系.本次实验中,桶内的沙子总质量不变,故系统所受的合外力不变.用图象法处理数据时,以加速度a为纵轴,应该以    倒数为横轴.
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现有一阻值为10.0Ω的定值电阻、一个开关、若干根导线和一个电压表,该电压表表面上有刻度但无刻度值,要求设计一个能测定某电源内阻的实验方案.(已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势,电源内阻约为几欧)要求:
(1)在方框中画出实验电路图.
(2)简要写出完成接线后的实验步骤.
(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r=______
1
-N
 
2
)R
N
 
2

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如图所示,倾角为θ的斜面体放在水平地面上,质量为m的木块通过轻质细线绕过斜面体顶端的定滑轮与质量为M的铁块相连,整个装置均处于静止状态,已知mgsinθ>Mg.现将质量为m的磁铁轻轻地吸放在铁块下端,铁块加速向下运动,斜面体仍保持静止.不计滑轮摩擦及空气阻力.则与放磁铁前相比( )
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C.斜面对木块的摩擦力可能减小
D.斜面体相对地面有向左运动的趋势
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D.若电阻R调小,该探测仪的灵敏度提高
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A.灯泡己短路前通过R2的电流为manfen5.com 满分网A
B.灯泡L短路后超导部件将由超导状态转化为正常态
C.灯泡L短路后通过R1的电流为4A
D.灯泡L短路后通过R2的电流为manfen5.com 满分网A
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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