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“伽利略”木星探测器,从1989年10月进入太空起,历经6年,行程37亿千米,终...

伽利略木星探测器,从198910月进入太空起,历经6年,行程37亿千米,终于到达木星周围.此后在t秒内绕木星运行N圈后,对木星及其卫星进行考察,最后坠入木星大气层烧毁.设这N圈都是绕木星在同一个圆周上运行,其运行速率为v,探测器上的照相机正对木星拍摄整个木星时的视角为θ(如图所示),设木星为一球体.求:

(1)木星探测器在上述圆形轨道上运行时的轨道半径;

(2)木星的第一宇宙速度.

 

(1) (2) 【解析】 (1)设木星探测器在题述圆形轨道运行时,轨道半径为r,由v= 可得:r= 由题意可知,T= 联立解得r= (2)探测器在圆形轨道上运行时,万有引力提供向心力, 设木星的第一宇宙速度为v0,有 联立解得:v0=v 由题意可知R=rsin,解得:v0=.
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考点分析:
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如图,在竖直平面内,一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PAA点相切。BC为圆弧轨道的直径。O为圆心,OAOB之间的夹角为α,sinα=,一质量为m的小球沿水平轨道向右运动,经A点沿圆弧轨道通过C点,落至水平轨道;在整个过程中,除受到重力及轨道作用力外,小球还一直受到一水平恒力的作用,已知小球在C点所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求:

(1)水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小;

(2)小球到达A点时动量的大小;

(3)小球从C点落至水平轨道所用的时间。

 

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某同学用图所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数.跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连,滑轮和木块间的细线保持水平,在木块上方放置砝码.缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小.某次实验所得数据在下表中给出,其中f4的值可从图中弹簧秤的示数读出.

回答下列问题:

(1)f4________N;

(2)在图的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出fm图线  ____________________________

(3)fm、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f________fm图线(直线)的斜率的表达式为k________

(4)g=9.80 m/s2,由绘出的fm图线求得μ________.(保留2位有效数字)

 

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用图所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律.

主要实验步骤如下:

a.安装好实验器材,接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次.

b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2ABCDEF……所示.

c.通过测量、计算可以得到在打ABCDE……点时小车的速度,分别记作v1v2v3v4v5……

d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图所示.

结合上述实验步骤,请你完成下列任务:

(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有________________(填选项前的字母).

A.电压合适的50 Hz交流电源

B.电压可调的直流电源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平(含砝码)

(2)在图中已标出计数点ABDE对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出vt图像 _______________

(3)观察vt图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是________vt图像斜率的物理意义是__________________

(4)描绘vt图像前,还不知道小车是否做匀变速直线运动.用平均速度表示各计数点的瞬时速度,从理论上计,对Δt的要求是________(选填越小越好与大小无关”);从实验的角度看,选取的Δx大小与速度测量的误差________(选填有关无关”).

(5)早在16世纪末,伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的.当时只能靠滴水计时,为此他设计了如图所示的斜面实验,反复做了上百次,验证了他的猜想.请你结合匀变速直线运动的知识,分析说明如何利用伽利略斜面实验检验小球的速度是随时间均匀变化的 __________________________________________________________  .

 

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如图所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,在B上放一物体A,现以恒定的外力拉B,由于AB间摩擦力的作用,A将在B上滑动,以地面为参考系,AB都向前移动一段距离.在此过程中(  )

A. 外力F做的功等于AB动能的增量

B. BA的摩擦力所做的功,等于A的动能增量

C. AB的摩擦力所做的功,等于BA的摩擦力所做的功

D. 外力FB做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和

 

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宇宙中,两颗靠得比较近的恒星,只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转,称之为双星系统.在浩瀚的银河系中,多数恒星都是双星系统.设某双星系统AB绕其连线上的O点做匀速圆周运动,如图 所示.若AO>OB,则(   )

A. 星球A的质量一定大于B的质量

B. 星球A的线速度一定大于B的线速度

C. 双星间距离一定,双星的质量越大,其转动周期越大

D. 双星的质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越大

 

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