人造地球卫星P绕地球球心作匀速圆周运动,已知P卫星的质量为m,距地球球心的距离为r,地球的质量为M,引力恒量为G,求:
(1)卫星P与地球间的万有引力的大小;
(2)卫星P的运动周期;
(3)现有另一地球卫星Q,Q绕地球运行的周期是卫星P绕地球运行周期的8倍,且P、Q的运行轨迹位于同一平面内,如图所示,求卫星P、Q在绕地球运行过程中,两星间相距最近时的距离多大.
下图为验证小球做自由落体运动时机械能守恒的装置图,图中O点为释放小球的初始位置,A、B、C、D各点为固定速度传感器的位置,A、B、C、D、O各点在同一竖直线上.
(1)已知当地的重力加速度为g,则要完成实验,还需要测量的物理量是________.
A.小球的质量m
B.小球下落到每一个速度传感器时的速度v
C.各速度传感器与O点之间的竖直距离h
D.小球自初始位置至下落到每一个速度传感器时所用的时间t
(2)作出v2h图像,由图像算出其斜率k,当k=______时,可以认为小球在下落过程中机械能守恒.
(3)写出对减小本实验误差有益的一条建议:___________.
利用单摆验证小球平抛运动规律,设计方案如图(a)所示,在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断;MN为水平木板,已知悬线长为L,悬点到木板的距离OO'=h(h>L)。
(1)电热丝P必须放在悬点正下方的理由是:____________。
(2)将小球向左拉起后自由释放,最后小球落到木板上的C点,O'C=s,则小球做平抛运动的初速度为v0为________。(用s、g、h、L表示)
(3)在其他条件不变的情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ,小球落点与O'点的水平距离s将随之改变,经多次实验,以s2为纵坐标,得到如图(b)所示图像。则当θ=60°时,s为________m;若悬线长L=1.0 m,悬点到木板间的距离OO'为________m。(取g="10" m/s2 )
(4)在研究平抛运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录运动轨迹,小方格的边长L=1.25 cm ,若小球在平抛运动中的几个位置如下图中的a、b、c、d所示,则小球的初速度的计算公式为v0=_______(用L ,g 表示),其值是______.(取g=9.8 m/s2 )
水平面上一质量为m的物体,在水平力F作用下从静止开始加速运动,力F的功率P保持恒定,运动过程所受的阻力f大小不变,物体速度最终达到稳定值vm,F作用过程物体的速度v的倒数与加速度a的关系图象如图所示,仅在已知功率P的情况下,根据图象所给的信息可求出( )
A.m B.vm C.加速运动时间 D.f
如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的小环,小环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑定滑轮与直杆的距离为d,现将小环从定滑轮等高的A处由静止释放,当小环沿直杆下滑的距离也为d时,(图中B处),下列说法正确的是( )
A.小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mg
B.小环到达B处时,重物上升的高度也为d
C.小环在B处的速度与重物上的速度大小之比等于
D.小环在B处的速度与重物上的速度大小之比等于
一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面,做如下实验:用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球,上端固定在O点,如图甲所示,现在最低点处给小球一初速度,使其绕O点在竖直平面内做圆周运动,通过传感器记录下绳中拉力大小F随时间t的变化规律如图乙所示,已知F1的大小等于7F2,引力常量为G,各种阻力不计,则( )
A. 该星球表面的重力加速度为
B. 卫星绕该星球的第一宇宙速度为
C. 该星球的质量为
D. 小球通过最高点的最小速度为零