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地球质量为M,半径为R,自转角速度为,万有引力恒量为G.如果规定物体在离地球无穷...

地球质量为M,半径为R,自转角速度为,万有引力恒量为G如果规定物体在离地球无穷远处势能为0,则质量为m的物体离地心距离为r时,具有的万有引力势能可表示为国际空间站是迄今世界上最大的航天工程,它是在地球大气层上空绕地球飞行的一个巨大人造天体,可供宇航员在其上居住和科学实验设空间站离地面高度为h,如果在该空间站上直接发射一颗质量为m的小卫星,使其能到达地球同步卫星轨道并能在轨道上正常运行,求该卫星在离开空间站时必须具有多大的动能?

 

【解析】根据万有引力提供向心力求出卫星在同步轨道上的动能,以及通过万有引力势能的表达式求出卫星在同步轨道上的引力势能,从而得出在同步轨道上同步卫星的机械能,根据机械能守恒定律求出卫星在空间站上的机械能,结合引力势能的大小求出卫星在离开空间站时必须具有的初动能 【解析】 由得, 卫星在空间站上动能为 卫星在空间站上的引力势能为 机械能为 同步卫星在轨道上正常运行时有 故其轨道半径 由上式可得同步卫星的机械能 卫星运动过程中机械能守恒,故离开航天飞机的卫星的机械能应为E2设离开航天飞机时卫星的动能为 则=  
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考点分析:
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如图所示为一遥控电动赛车(可视为质点)和它运动轨道示意图。假设在某次演示中,赛车从A位置由静止开始运动,经2s后关闭电动机,赛车继续前进至B点后水平飞出,赛车能从C点无碰撞地进入竖直平面内的圆形光滑轨道,D点和E点分别为圆形轨道的最高点和最低点。已知赛车在水平轨道AB段运动时受到的恒定阻力为0.4N,赛车质量为0.4kg,通电时赛车电动机的输出功率恒为2WBC两点间高度差为0.45mC与圆心O的连线和竖直方向的夹角,空气阻力忽略不计, ,求:

1)赛车通过C点时的速度大小;

2)赛道AB的长度;

3)要使赛车能通过圆轨道最高点D后回到水平赛道EG,其半径需要满足什么条件。

 

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如图所示,半径的竖直半圆形光滑轨道bc与水平面ab相切。质量m=0.1kg的小滑块B放在半圆形轨道末端的b点,另一质量也为的小滑块A的水平初速度向B滑行,滑过的距离,与B相碰,碰撞时间极短,碰后AB粘在一起运动。已知木块A与水平面之间的动摩擦因数AB均可视为质点。求:

1AB碰撞后瞬间的速度大小v

2)在半圆形轨道的最高点c,轨道对AB的作用力N的大小;

3AB的落地点距离半圆形轨道末端b的水平距离。

 

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如图所示,长为2L的轻杆OBO端装有转轴,B端固定一个质量为m的小球BOB中点A固定一个质量为m的小球A,若OB杆从水平位置静止开始释放转到竖直位置的过程中,求:

1AB球摆到最低点的速度大小各是多少

2)轻杆转到竖直位置时,角速度多大

3)轻杆对AB两球各做功多少

 

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如图所示,水平轨道AB段为粗糙水平面, BC段为一水平传送带,两段相切于B点.一质量为m=1kg的物块(可视为质点),静止于A点,AB距离为 s=2m.已知物块与AB段和BC段的动摩擦因数均为μ=0.5g10m/s2

1)若给物块施加一水平拉力F=11N,使物块从静止开始沿轨道向右运动,到达B点时撤去拉力,物块在传送带静止情况下刚好运动到C点,求传送带的长度;

2)在(1)问中,若将传送带绕B点逆时针旋转37°后固定(AB段和BC段仍平滑连接),要使物块仍能到达C端,则在AB段对物块施加拉力F应至少多大;

 

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如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环,棒和环的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmgk>1.断开轻绳,棒和环自由下落.假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无动能损失,棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计.求:

1)棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,环的加速度。

2)从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间,棒运动的路程s.

3)从断开轻绳到棒和环都静止,摩擦力对环及棒做的总功W.

 

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