“海上生明月,天涯共此时”、“但愿人长久,千里共婵娟”,月亮是人们思乡思亲的寄托,千百年来用清冽的光辉陪伴着我们。宇宙中,月球是离地球最近的天体,登月也是人类迈向宇宙的第一步。2014年10月,我国嫦娥五号飞行试验器拜访了老邻居月球,在月球旁边拍下“月地合影",并成功返回故乡地球。文学从情感上拉近了月亮和人的距离,科学则从理性和技术上拉近了人和月球的距离。根据所学知识,在地球上就可推算出月球的一些信息。已知月球绕地球的运动可视为匀速圆周运动,地球的质量为M,月球绕地球公转的周期为T,引力常量为G。求:
(1)地心到月心之间的距离r;
(2)月球绕地球公转线速度v的大小。
如图所示,一质量为m=0.5 kg的小球,用长为0.4 m的轻绳拴着在竖直平面内做圆周运动。g取10 m/s2,求:
(1)小球要做完整的圆周运动,在最高点的速度至少为多大?
(2)当小球在最高点的速度为4 m/s时,轻绳拉力多大?
在物理学中,常常用等效替代、类比、微小量放大等方法来研究问题.如在牛顿发现万有引力定律一百多年后,卡文迪许利用微小量放大法由实验测出了万有引力常量G的数值,如图所示是卡文迪许扭秤实验示意图.卡文迪许的实验常被称为是“称量地球质量”的实验,因为由G的数值及其它已知量,就可计算出地球的质量,卡文迪许也因此被誉为第一个称量地球的人.
(1)若在某次实验中,卡文迪许测出质量分别为m1、m2相距为r的两个小球之间引力的大小为F,求万有引力常量G;
(2)若已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,万有引力常量为G,忽略地球自转的影响,请推导出地球质量及地球平均密度的表达式.
有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。(g取10m/s2)
(1)汽车到达桥顶时速度为5m/s,汽车对桥的压力是多大?
(2)汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空?
某同学做验证向心力与线速度关系的实验。装置如图所示,一轻质细线上端固定在拉力传感器上,下端悬挂一小钢球。钢球静止时刚好位于光电门中央。主要实验步骤如下:
①用游标卡尺测出钢球直径d;
②将钢球悬挂静止不动,此时力传感器示数为F1,用米尺量出线长L;
③将钢球拉到适当的高度处释放,光电门计时器测出钢球的遮光时间为t,力传感器示数的最大值为F2;
已知当地的重力加速度大小为g,请用上述测得的物理量表示:
(1)钢球经过光电门时的线速度表达式v=____,向心力表达式=____;
(2)钢球经过光电门时的所受合力的表达式F合= ___;
如图,用一根结实的细绳拴住一个小物体,在足够大的,光滑水平桌面上抡动细绳,使小物体做匀速圆周运动,则:
①当你抡动细绳,使小物体做匀速圆周运动时,作用在小物体的拉力________。
A.沿绳指向圆心 B.沿绳背向圆心
C.垂直于绳与运动方向相同 D.垂直于绳于运动方向相反
②松手后,物体做________。
A.半径更大的圆周运动 B.半径更小的圆周运动
C.平抛运动 D.直线运动
③若小物体做圆周运动的半径为0.4m.质量为0.3kg,每秒匀速转过5转,则细绳的拉力为________N.(结果用舍有“”的式子表示)