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【题目】如果把行星绕太阳的运动看成是匀速圆周运动,则开普勒第三定律可以说成,所有行星的轨道半径的三次方与公转周期的二次方的比值都相等.即 =k , 其中k与太阳的质量有关,与行星的质量无关.请以地球绕太阳做匀速圆周运动为例,利用万有引力推导开普勒第三定律.

【答案】设行星的质量为m,太阳质量为M,行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为R,公转周期为T,太阳对行星的引力为F.
太阳对行星的引力提供行星运动的向心力为:F=mR( 2= R
根据万有引力定律,则有F= (G为常量)
从而推导出,开普勒第三定律: =k
【解析】设行星的质量为m , 太阳质量为M , 行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为R , 公转周期为T , 太阳对行星的引力为F
太阳对行星的引力提供行星运动的向心力为:F=mR( 2= R
根据万有引力定律,则有F=G为常量)
从而推导出,开普勒第三定律: =k
答:推导过程如上所示.

练习册系列答案
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【题目】汽车甲和乙质量相等,以相等速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动,甲车在乙车的外侧.两车沿半径方向受到的摩擦力分别为ff . 以下说法正确的是(  )
A.f小于f
B.f大于f
C.f等于f D.ff大小均与汽车速率无关

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【题目】如图所示,a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,a、b质量相同,且小于c的质量,则( )

A.b所需向心力最大
B.b、c周期相等,且大于a的周期
C.b、c向心加速度相等,且大于a的向心加速度
D.b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度

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【题目】如图所示,UI图线上,abc各点均表示该电路中有一个确定的工作状态,bα=β,则下列说法中正确的是(  )

A. b点时,电源的总功率最大

B. b点时,电源的输出功率最大

C. ab时,β角增大,电源的总功率变小和输出功率减小

D. bc时,β角增大,电源的效率变大和输出功率减小

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【题目】如图所示,水平地面上放置一个质量为m的物体,在与水平方向成θ角、斜向右上方拉力的拉力F的作用下沿水平地面运动.物体与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.求:

(1)若物体在拉力F的作用下能始终沿水平面向右运动且不脱离地面,拉力F的大小范围.

(2)已知m=10kg,μ=0.5,g=10m/s2,若F的方向可以改变,求物体以恒定加速度a=5m/s2向右做匀加速直线运动时,拉力F的最小值.

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【题目】电荷之间的静电力像万有引力一样,也是一种超距力,这种超距作用的观点是18-19世纪的多数科学家难以接受的。首位建立电场概念并使人们摆脱这一困境的科学家是(

A.牛顿B.库仑C.安培D.法拉第

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【题目】在探究摩擦力变化规律的实验中,特设计了如甲图所示的演示装置,力传感器A与计算机连接,可获得力随时间变化的规律,将力传感器固定在光滑水平桌面上,测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度可使细绳水平),滑块放在较长的小车上,小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部细绳水平),整个装置处于静止状态.实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子,小车一旦运动起来,立即停止倒沙子,若力传感器采集的图像如乙图所示,则结合该图像,下列说法中正确的是

A.可求出空沙桶的重力

B.可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小

C.可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小

D.可判断第5秒后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)

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【题目】如图所示,甲图为光滑水平面上质量为M的物体,用细线通过定滑轮与质量为m的物体相连,由静止释放M,乙图为同一物体M在光滑水平面上用细线通过定滑轮受到竖直向下拉力F的作用,拉力F的大小与m的重力相等,由静止释放M,开始时M距桌边的距离相等,则(  )

A. 甲、乙两图中M的加速度相等,均为

B. 甲、乙两图中细线受到的拉力相等

C. 甲图中M到达桌边用的时间较长,速度较小

D. 甲图中M的加速度为aM=,乙图中M的加速度为aM′=

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【题目】如图所示,物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起,A物体受水平向右的力F的作用,此时B匀速下降,A水平向左运动,由此可知( )

A.物体A做匀速运动
B.物体A做减速运动
C.物体A所受摩擦力逐渐减小
D.物体A所受摩擦力逐渐增大

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同步练习册答案