未来“嫦娥五号”落月后,轨道飞行器将作为中继卫星在绕月轨道上做圆周运动,如图所示.设卫星距离月球表面高为h,绕行周期为T,已知月球绕地球公转的周期为T0,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球半径为r,万有引力常量为G.试分别求出:
(1)地球的质量和月球的质量;
(2)中继卫星向地球发送的信号到达地球,最少需要多长时间?(已知光速为c,此问中设h≪r≪R)
“阿特伍德机”是物理学家乔治•阿特伍德在1784年研制的一种验证运动定律的机械.其基本结构如图所示,在跨过定滑轮的轻绳两端系着质量均为M的物块A和B,质量为m的金属片C放置在物块B上(不粘连).铁架台上固定一圆环,圆环在物块B的正下方.系统静止时,金属片C与圆环间的高度差为h1.
(1)由静止释放物块A、B,当物块B穿过圆环时,金属片C被搁置在圆环上,此后,物块B继续下落.如果忽略一切阻力,物块B穿过圆环后做______直线运动.(填“匀速”“匀减速”或“匀加速”)
(2)如果在实验误差允许的范围内,物块A、B和金属片C组成的系统,在下落h1高度的过程中,金属片C减少的重力势能等于系统增加的动能,即可验证该系统机械能守恒.测得物块B穿过圆环后下落h2高度所用时间为t,当地的重力加速度为g.则该系统机械能守恒的表达式为___________________.
(3)改变静止释放物块A、B的初始位置,重复试验,记录各次的高度差h1,以及物块B穿过圆环后下落相同高度h2所用的时间t,以h1为纵轴,以_____(填“”“”或“”)为横轴,若作出的图线为一条过原点的直线,则说明了系统的机械能守恒.
(1)一课外实验小组设计了如图甲所示的实验装置,用来探究拉力对小车做功跟小车动能的关系。M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量。两光滑滑轮质量均不计,木板上的轻质细线与木板平行,不计空气阻力实验时,一定要进行的操作是______。
A.用天平测出砂和砂桶的质量m
B.用天平测出带滑轮的小车的质量M
C.将长木板右端适当垫高,以平衡摩擦力
D.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数
E.为减小误差,实验中一定要砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
如图为实验中打出的纸带,已知打点频率为f,选取某一个打的点为计数点0,然后每隔4个点选一个计数点,依次记为1、2、3、4、5、6,各计数点到0点的距离分别为、、、、、实验中测出小车的质量M,力传感器显示拉力为F,从计数点1到5的过程中,外力对小车做的功为______,小车动能的变化为______。用本问所给的字母表示
如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A,其中,和为等温过程,和为绝热过程。该循环过程中,下列说法正确的是
A.过程中,气体对外界做功,吸热
B.过程中,气体分子的平均动能减少
C.过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D.过程中,外界对气体做功,气体内能增加
如图所示,质量为2m、m的小滑块P、Q,P套固定竖直杆上,Q放在水平地面上.P、Q间通过铰链用长为L的刚性轻杆连接,一轻弹簧左端与Q相连,右端固定在竖直杆上,弹簧水平,当α=30°时,弹簧处于原长.当α=30°时,P由静止释放,下降到最低点时α变为60°,整个运动过程中,P、Q始终在同一竖直平面内,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为g.则P下降过程中
A.P、Q组成的系统机械能守恒
B.弹簧弹性势能最大值为
C.竖直杆对P的弹力始终大于弹簧弹力
D.P下降过程中动能达到最大前,Q受到地面的支持力小于3mg
如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平.t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4s时撤去外力.细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示.木板与实验台之间的摩擦可以忽略.重力加速度取g=10m/s2.由题给数据可以得出
A.木板的质量为1kg
B.2s~4s内,力F的大小为0.4N
C.0~2s内,力F的大小保持不变
D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2