两个天体(包括人造天体)间存在万有引力,并具有由相对位置决定的势能。如果两个天体的质量分别为m1和m2,当它们相距无穷远时势能为零,则它们距离为r时,引力势能为EP=-G。发射地球同步卫星一般是把它先送入较低的圆形轨道,如图中Ⅰ轨道,再经过两次“点火”,即先在图中a点处启动燃气发动机,向后喷出高压燃气,卫星得到加速,进入图中的椭圆轨道Ⅱ,在轨道Ⅱ的远地点b处第二次“点火”,卫星再次被加速,此后,沿图中的圆形轨道Ⅲ(即同步轨道)运动。设某同步卫星的质量为m,地球半径为R,轨道Ⅰ距地面非常近,轨道Ⅲ距地面的距离近似为6R,地面处的重力加速度为g,并且每次点火经历的时间都很短,点火过程中卫星的质量减少可以忽略。求:
(1)从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅲ的过程中,合力对卫星所做的总功是多大?
(2)两次“点火”过程中燃气对卫星所做的总功是多少?
现有一根长L=1m的刚性轻绳,其一端固定于O点,另一端系着质量m=0.5kg的小球(可视为质点),将小球提至O点正上方的A点处,此时绳刚好伸直且无张力。不计空气阻力,取g=10m/s2。
(1)在小球以速度v1=4m/s水平向右抛出的瞬间,绳中的张力大小为多少?
(2)在小球以速度v2=1m/s水平向右抛出的瞬间,绳中若有张力,求其大小;若无张力,试求绳子再次伸直时所经历的时间。
某同学在做“研究平抛运动”的实验中,忘记记下小球抛出点的位置,如图所示,为小球运动一段时间后的位置,图中各点迹间隔时间相等。取,根据图像,可知小球的初速度为__________ ,小球抛出点的位置的坐标为__________ 。
在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1.00 kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示,O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点,已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,当地的重力加速度g取9.8 m/s2,那么
(1)根据图上所得的数据,应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律.
(2)从O点到(1)问中所取的点,重物重力势能的减少量ΔEp=________ J,动能增加量ΔEk=________J(结果取三位有效数字).
如图所示,人在岸上拉船,已知船的质量为m,水的阻力恒为Ff,当轻绳与水平面的夹角为θ时,船的速度为v,此时人的拉力大小为F,则此时( )
A.人拉绳行走的速度为vcosθ
B.人拉绳行走的速度为
C.船的加速度为
D.船的加速度为
质量为的小球由轻绳和分别系于一轻质细杆的点和点,如图所示。当轻杆绕轴以角速度匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳与水平方向成角,绳沿水平方向且长为,则下列说法正确的是( )
A.绳的张力不可能为零
B.角速度越大,绳的张力越大
C.当角速度时,绳将出现弹力
D.若绳突然被剪断,则绳的弹力一定发生变化