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【题目】一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面的斜坡上的P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q,斜面的倾角为α,已知该星球半径为R,万有引力常量为G,求:

(1)该星球表面的重力加速度;

(2)该星球的密度;

(3)该星球的第一宇宙速度v;

(4)人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T.

【答案】(1) ;(2) ;(3);(4)

【解析】试题分析根据平抛运动规律列出水平方向和竖直方向的位移等式,结合几何关系求出重力加速度;忽略地球自转的影响,根据万有引力等于重力列出等式.根据密度公式求解;该星球的近地卫星的向心力由万有引力提供,该星球表面物体所受重力等于万有引力,联立方程即可求出该星球的第一宇宙速度。

(1)设该星球表现的重力加速度为g,根据平抛运动规律:

水平方向:

竖直方向:

平抛位移与水平方向的夹角的正切值:

解得

(2)在星球表面有: 星球的密度为: 联立以上解得:

(3)在星球表面有: ,根据万有引力提供向心力: 解得: 联立以上解得:

(4)绕星球表面运行的卫星具有最小的周期,即:

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】我国自行研制发射的“风云一号”“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的,“风云一号”是极地圆形轨道卫星,其轨道平面与赤道平面垂直,周期为12h;“风云二号”是地球的同步卫星。则两颗卫星相比( )

A. “风云一号”离地面较高

B. “风云一号”每个时刻可观察到的地球表面的范围大

C. “风云一号”线速度较大

D. 若某时刻“风云一号”何“风云二号”正好同时在赤道上某个小岛的上空,那么在经过12h,他们又将同时到达该岛的上空

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【题目】一个球被竖直向上抛出,它一直向上运动,直到某一位置才往下掉。已知它在最高点的瞬时速度为零。球在最高点有加速度吗?____(选填没有);简要论证你的回答:_______

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【题目】天文学家观测河外星系大麦哲伦云时,发现了LMCX-3双星系统,它由可见星A和不可见的暗星B构成.两星视为质点,不考虑其他天体的影响,A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变,如图所示.引力常量为G,由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T.

(1)可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m′的星体(视为质点)对它的引力,设A和B的质量分别为m1、m2,试求m′(用m1、m2表示);

(2)求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式.

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【题目】如图所示为用电流表和电压表测未知电阻R的两种不同的电路,甲乙两电路中各对应的同种仪器规格都相同,其中待测电阻R约为100Ω,滑动变阻器W的最大阻值为50Ω,电池的电动势E=6.0V,内阻可忽略。闭合开关后,各电路均能正常工作。关于这两个电路下列说法中正确的是_____。(填写选项的序号)

A.甲图中电压表的a接线柱应为正接线柱

B.闭合开关前,乙图中滑动变阻器滑动头应调至最左端

C.将开关闭合后调节滑动变阻器的滑动头,甲图中的电压表V1的示数变化的最大范围为0~0.6V

D.将开关闭合后调节滑动变阻器的滑动头,乙图中电压表V2的示数变化的最大范围为 0~0.6V

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【题目】反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴,其电势φx的分布如图所示。一质量m=2.0×1020kg,电荷量q=2.0×109C的带负电的粒子从(-1,0)点由静止开始,仅在电场力作用下在x轴上往返运动。则

A. x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比

B. 粒子在0~0.5cm区间运动过程中的电势能减小

C. 该粒子运动过程中电势能变化的最大值为4.0×108J

D. 该粒子运动的周期T=3.0×108 s

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【题目】用两个粗细相同的U形玻璃管,对接成如图所示的一根两端开口的玻璃管竖直放置,管右边的U形部分盛有水银,两边水银面齐平。现在把左边开口向下的玻璃管竖直插入很大的水银槽中,使管口A在水银面下8cm,这时进入左管中水银柱高为4cm。(大气压p0=76cmHg,整个过程中温度不变)

(i)求插入水银槽前左边连通部分气体的总长度l0

(ii)若先把右管开口封闭,再把左管插入水银槽中,使左管管口A在水银面下7cm处,这时进入管中水银柱高为3cm,那么在左管插入水银槽之前右边管中的空气柱长度L为多少?

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【题目】如图所示,ab是半径为R的圆的一条直径,该圆处于匀强电场中,场强大小为E,方向一定。在圆周平面内,将一带正电q的小球从a点以相同的动能抛出,抛出方向不同时,小球会经过圆周上不同的点,在这些所有的点中,到达c点时小球的动能最大。已知∠cab=30°,若不计重力和空气阻力,试求:

(1)电场方向与ac间的夹角θ为多大。

(2)若小球在a点时初速度方向与电场方向垂直,则小球恰好落在c点,那么初动能为多大。

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【题目】为了验证机械能守恒定律,同学们设计了如图所示的实验装置

(1)实验时,该同学进行了如下操作:

将质量分别为M1M2的重物A、BA的含挡光片、B的含挂钩)用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态测量出______________(填A的上表面A的下表面挡光片中心)到光电门中心的竖直距离h.

②如果系统(重物A、B)的机械能守恒,应满足的关系式为________ (已知重力加速度为g,经过光电门的时间为 ,挡光片的宽度d以及M1和M2和h).

(2)实验进行过程中,有同学对装置改进如图乙所示,同时在B的下面挂上质量为m的钩码,让M1=M2=m, 经过光电门的速度用v表示,距离用h表示,若机械能守恒,则有V2/2h=_________

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