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一颗在赤道上空运行的人造卫星,其距离地球表面的高度为h=2R(R为地球半径),卫...

一颗在赤道上空运行的人造卫星,其距离地球表面的高度为h=2RR为地球半径),卫星的转动方向与地球自转方向相同.已知地球自转的角速度为ω0,地球表面处的重力加速度为g引力常量为G.求:

(1)该卫星所在处的重力加速度g

(2)该卫星绕地球运行的角速度;

(3)若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方,求它下次通过该建筑物上方需要的时间.

 

(1) (2) (3) 【解析】 (1)在地球表面处物体受到的重力等于万有引力, 在离地高度为h处,仍有万有引力等于重力 mg′= GMm/(R+h)2 解得: (2)根据万有引力提供向心力, 联立可得: (3)卫星绕地球做匀速圆周运动,建筑物随地球自转做匀速圆周运动,当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时,卫星再次出现在建筑物上空以地面为参照物,卫星再次出现在建筑物上方时,建筑物随地球转过的弧度比卫星转过弧度少2π. 即ω△t−ω0△t=2π 解得:  
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如图所示为马戏团的猴子表演杂技示意图。平台上质量为5kg的猴子(可视为质点)从平台边缘A点抓住长L1.25m水平绳的末端,由静止开始绕绳的另一个固定端O点做圆周运动,运动至O点正下方B点时绳子刚好断了,之后做平抛运动,绳子能承受的最大拉力为150N.在B点右侧平地上固定一个倾角为θ=45°的斜面滑梯CD,猴子做平抛运动至斜面的最高点C时的速度方向恰好沿斜面方向,然后沿滑梯CD滑至D.已知tan45°1,不计空气阻力影响,求(g10 m/s2

(1)猴子刚运动到B点时的速度大小;

(2)BC两点间的高度差;

(3)猴子从BC之间的水平距离.

 

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宇航员到达某行星上,一小球从高为h处自由下落,落到星球表面时速度为v0,设行星的半径为R、引力常量为G,求:

⑴该行星表面的重力加速度大小;

⑵该行星的质量.

 

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在做研究平抛运动的实验时,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,用如图所示的装置,将一块平木板钉上复写纸和白纸,竖直立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞在木板上留下点迹A;将木板向后移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞在木板上留下点迹B;将木板再向后移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,再得到点迹C.

(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上,实验前要检查木板是否水平,请简述你的检查方法_____________

(2)关于这个实验,下列选项中的会增大实验误差的是_______

A.斜槽末端不水平

B.斜槽轨道不光滑

C.实验小球为泡沫球

D.每次从同一高度无初速释放小球

(3)若测得木板每次后移距离,间距离力,间距离,根据以上直接测得的物理量推导出小球初速度的计算公式为__________(用题中所给字母表示);小球初速度值为__________m/s.(9.80 m/s2,结果保留三位有效数字)

 

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卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,物体对支持面几乎没有压力,所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量.假设某同学在这种环境设计了如图所示的装置(图中O为光滑小孔)来间接测量物体的质量:给待测物体一个初速度,使它在桌面上做匀速圆周运动.

设航天器中还有刻度尺、秒表等基本测量工具.

(1)物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计,原因是______________

(2)在物体运动周期T已知的情况下,实验还需要测量的物理量是________

(3)待测质量的表达式为m=________.

 

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2019年春节期间,中国科幻电影里程碑的作品《流浪地球》热播.影片中为了让地球逃离太阳系,人们在地球上建造特大功率发动机,使地球完成一系列变轨操作,其逃离过程如图所示,地球在椭圆轨道I上运行到远日点B变轨,进入圆形轨道.在圆形轨道上运行到B点时再次加速变轨,从而最终摆脱太阳束缚.对于该过程,下列说法正确的是

A. 沿轨道I运行时,在A点的加速度小于在B点的加速度

B. 沿轨道I运动至B点时,需加速才能进入轨道

C. 沿轨道I运行的周期小于沿轨道运行的周期

D. 在轨道I上由A点运行到B点的过程,速率逐渐增大

 

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