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(14分)航天员在月球表面完成了如下实验:如图所示,在月球表面固定一竖直光滑圆形轨道,在轨道内的最低点,放一可视为质点的小球,当给小球水平初速度v0时,小球刚好能在竖直面内做完整的圆周运动。已知圆形轨道半径为r,月球的半径为R 。若在月球表面上发射一颗环月卫星,求最小发射速度。

解析试题分析: 设小球的质量为m ,月球质量为M ,月球表面的重力加速度为g
因球刚好完成圆周运动,小球在最高点有        ①
从最低点至最高点的过程有          ②
联立解得:
对月球表面的物体有:
在月球表面发射卫星的最小速度为月球的第一宇宙速度,也是月球表面的环绕速度有:

联立解得:
考点:本题考查了万有引力定律、机械能守恒、圆周运动等知识

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示,则(  )

A.t1时刻小球动能最大
B.t2时刻小球动能最大
C.t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减少
D.t2~t3这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,三个可视为质点的滑块质量分别为mA=m,mB=2m,mC=3m,放在光滑水平面上,三滑块均在同一直线上.一轻质弹簧的一端固定在滑块B上,另一端与滑块C接触但未连接,B、C均静止.现滑块A以速度v0=与滑块B发生碰撞(碰撞时间极短)后粘在一起,并压缩弹簧推动滑块C向前运动,经一段时间,滑块C脱离弹簧,继续在水平面上匀速运动,求:

①被压缩弹簧的最大弹性势能
②滑块C脱离弹簧后A、B、C三者的速度

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(9分)如图所示,竖直平面内的光滑半圆形轨道MN的半径为R,MP为粗糙水平面.两个小物块A、B可视为质点,在半圆形轨道圆心O的正下方M处,处于静止状态.若A、B之间夹有少量炸药,炸药爆炸后,A恰能经过半圆形轨道的最高点N,而B到达的最远位置恰好是A在水平面上的落点.已知粗糙水平面与B之间的动摩擦因数为μ,求:

(1)A在轨道最高点的速度大小;
(2)B到达的最远位置离M点的距离;
(3)A与B的质量之比.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,在高H=2.5m的光滑、绝缘水平高台边缘,静置一个小物块B,另一带电小物块A以初速度v0=10.0m/s向B运动,A、B 的质量均为m=1.0×10-3kg。A与B相碰撞后,两物块立即粘在一起,并从台上飞出后落在水平地面上。落地点距高台边缘的水平距离L=5.0m.已知此空间中存在方向竖直向上的匀强电场,场强大小E=1.0×103N/C(图中未画出)假设A在滑行过程和碰撞过程中电量保持不变,不计空气阻力,g=10m/s2。求:

(1)A、B碰撞过程中损失的机械能。
(2)试说明A带电的电性,并求出其所带电荷q的大小。
(3)在A、B的飞行过程中,电场力对它做的功。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,物块M和m用一不可伸长的细绳通过定滑轮连接,m放在倾角的固定光滑斜面上,而穿过竖直杆PQ的物块M可沿杆无摩擦地下滑,物块的质量关系为M=3m。开始时M处于A点,细绳水平,此时OA段的绳长为L=4.0m,现将M由静止释放,当M下滑高度h=3.0m到达B点,求此时M的速度?(g=10m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(18分)在半径R=5 000 km的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如图甲所示.竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成,将质量m=0.2 kg的小球,从轨道AB上高H处的某点由静止滑下,用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F,改变H的大小,可测出相应的F大小,F随H的变化关系如图乙所示.求:
 
(1)圆轨道的半径及星球表面的重力加速度.
(2)该星球的第一宇宙速度.
(3)从轨道AB上高H处的某点由静止释放小球,要使小球不脱离轨道,H的范围是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(18分)如图所示,长为L的不可伸长的绳子一端固定在O点,另一端系质量为m的小球,小球静止在光滑水平面上。现用大小为F水平恒力作用在另一质量为2m的物块上,使其从静止开始向右运动,一段时间后撤去该力,物块与小球发生正碰后速度大小变为原来的一半而速度方向不变,小球恰好能在竖直平面内做圆周运动。已知重力加速度为,小球和物体均可视为质点,试求:

(1)小物块碰撞前速度的大小;
(2)恒力F作用时间。

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

某人划船横渡一条河,河水流速处处相同且恒定,船的划行速率恒定。已知此人过河最短时间为 T1;若此人用最短的位移过河,则需时间为T2;已知船的划行速度大于水速。则船的划行速率与水流速率之比为(      )

A. B. C. D.

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