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宇航员在月球表面完成下面实验:在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部最低点静止一质量为m...

宇航员在月球表面完成下面实验:在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部最低点静止一质量为m的小球(可视为质点)如图所示,现给小球一瞬间水平速度V,小球刚好能在竖直面内做完整的圆周运动.已知圆弧轨道半径为r,月球的半径为R.
(1)月球表面重力加速度g为多大?
(2)轨道半径为2R的环月卫星周期为多大?
(1)小球刚好能在竖直面内做完整的圆周运动,有,小球在光滑圆弧轨道运动的过程中,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒得出重力加速度的大小. (2)根据万有引力提供向心力,以及万有引力等于重力,联立解出环月卫星的周期. 【解析】 (1)设月球表面重力加速度为g,小球在最高点的速度为 v1,由机械能守恒定律,小球在从最低点到最高点的过程中,有.               ① 由题意,小球在最高点时,有.  ② 联解①②有.  故月球表面的重力加速度为. (2)设月球质量为M,对卫星有.③ 在月球表面,有.④ 由③④,得 故环月卫星的周期为.
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考点分析:
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(1)绳上张力T的大小;
(2)拉力F的大小.

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(1)设P1、P2、和P3的横坐标分别为x1、x2和x3,纵坐标分别为y1、y2和y3,从图2中可读出|y1-y2|=______m,|y1-y3|=______m,|x1-x2|=______m(保留两位小数).
(2)若已测知抛出后小球在水平方向做匀速运动,利用(1)中读取的数据,求小球从P1运动到P2所用的时间为______s,小球抛出后的水平速度为______m/s(均可用根号表示).
(3)已测得小球抛出前下滑的高度为0.50m,设E1和E2分别为开始下滑时和抛出时的机械能,则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失manfen5.com 满分网×100%=______%(保留两位有效数字).
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VBVCVDVEVF
数值 (m/s)______0.4790.5600.640______
(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.
(3)由所画速度-时间图象求出小车加速度为______ m/s2
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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