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物体A从距离地面某高度处由静止开始下落,落地时速度刚好等于地球的第一宇宙速度.已知地球半径为R,以无穷远为零势能面,物体在距地球球心为r(r≥R)的位置处重力势能为Ep=-
GMm
r
(其中M为地球质量,m为物体的质量),不计物体运动中所受的阻力,则物体A从距地面多高处下落?(  )
A、RB、2RC、3RD、4R
分析:物体A从距离地面某高度处由静止开始下落,不计物体运动中所受的阻力,下落过程机械能守恒.重力势能减小,动能增加.达到第一宇宙速度时,牛顿第二定律可得此时的动能,进而可得到此时的机械能的总量,进而可得物体刚刚下落时的机械能的总量,也就是下落时的重力势能,据此可解物体下落时的高度.
解答:解:设第一宇宙速度为v,由牛顿第二定律可得:
GMm
R2
=
mv2
R

故有:Ek=
1
2
mv2=
GMm
2R

W物体在地球表面的重力势能为:Ep=-
GMm
R

故此时物体的机械能总量为:E=Ek+EP=-
GMm
2R

所以,设物体下落高度为h,则有:-
GMm
(R+h)
=-
GMm
2R

故有:h=R.
故选:A.
点评:关键知道下落过程机械能守恒,结合第一宇宙速度的动力学方程得到动能表达式,利用重力势能的表达式联合求解,难度不大.
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(1)若H=1m,物体能沿轨道AB到达最低点曰,求它到达B点时对轨道的压力大小?
(2)通过你的计算判断:是否存在某一H值,能使物体沿轨道AB经过最低点B后最终停在距离B点0.8m处?
(3)若高度H满足:,请通过计算标示出物体从C处射出后打到的范围。(已知。不需要计算过程,但要具体的位置。不讨论物体的反弹以后的情况。)

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A.从抛出到相遇所用的时间是x/v1

B.如果相遇发生在乙上升的过程中,则v2>

C.如果相遇发生在乙下降的过程中,则v2<

D.若相遇点离地面高度为H/2,则v2

 

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