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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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甲、乙两位同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间隔):
甲同学:由manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网,…,manfen5.com 满分网,取平均值;
乙同学:由manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网,取平均值.
你认为选择哪位同学的______(甲或乙)方法更合理.
③如果求出的加速度值为g与当地重力加速度公认的值g′有较大差距,说明实验过程存在较大的阻力,若还要利用该装置测出阻力的大小,则还要测量的物理量是______(需写物理量的符号).试用这些物理量符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=______
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B.记下______,描下两条细绳的方向,
在纸上按比例做出F1和F2的图示,用平行四边形法则求出合力F.
C.只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点______,记下弹簧测力计的读数和描下细绳的方向,按同样比例做出这个力Fˊ的图示.
D.比较F'和F,可以看出它们在实验误差范围内是相等的.
E.改变两个力F1和F2______,再重复做2次实验.

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如图所示,在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下,当小车匀速向右运动时,物体A的运动及受力情况是( )
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D.拉力小于重力
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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