(供选学物理1-1的考生做)(8分)如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段倾斜直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R。
(1)若质量为m的小物块(可视为质点)从倾斜直轨道上距圆轨道最低点高为R处由静止开始下滑,求其滑到圆轨道最低点时的速度大小及所受轨道的支持力大小。
(2)若质量为m的小物块(可视为质点)从倾斜直轨道上距圆轨道最低点高为R处开始以一定的初速度沿倾斜直轨道下滑,要求小物块能通过圆形轨道最高点,且在最高点与轨道间的压力不能超过5mg(g为重力加速度),试分析小物块的初速度应满足什么条件。
(1)设小物块运动至圆轨道最低点时的速度为v1,所受轨道的支持力为FN1,根据机械能守恒定律,对于小物块从开始下滑至轨道最低点的过程有
mgR=mv12,解得v1=
…………………………………………………………(2分)
根据牛顿第二定律,对于小物块在圆轨道最低点有
FN1-mg=mv12/R,解得FN1=3mg…………………………………………………………(2分)
(2)设小物块恰能通过圆轨道最高点的速度大小为v2,轨道对小物块的压力FN2=5mg时的速度大小为v3,根据牛顿第二定律,对于小物块在最高点的两种情况分别有
mg=mv22/R, FN2+mg=mv32/R……………………………………………………(2分)
解得v22=gR,v32=6gR
设对应上述两种情况下,小物块的初速度分别为v20和v30,对于小物块从开始沿斜轨道下滑到运动至轨道最高点的过程,根据机械能守恒定律分别有
mv202=mgR+
mv22,
mv302=mgR+
mv32
解得v20=,v30=
即小物块的初速度应满足≤v≤
…………………………………………(2分)
解析:略
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供选学物理1-1的考生做)(8分)
2010年10月1日,我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星.“嫦娥二号”在距月球表面100 km高度的轨道上做圆周运动,这比“嫦娥一号”距月球表面200 km的圆形轨道更有利于对月球表面做出精细测绘.已知月球的质量约为地球质量的,月球的半径约为地球半径的
,地球半径为6400km,地球表面附近的重力加速度为9.8m/s2.求:
(1)月球表面附近的重力加速度;
(2)“嫦娥一号”与“嫦娥二号”在各自圆轨道上运行速度的大小之比.
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科目:高中物理 来源:2011年北京市春季普通高中会考物理试卷 题型:计算题
供选学物理1-1的考生做)(8分)
2010年10月1日,我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星.“嫦娥二号”在距月球表面100 km高度的轨道上做圆周运动,这比“嫦娥一号”距月球表面200 km的圆形轨道更有利于对月球表面做出精细测绘.已知月球的质量约为地球质量的,月球的半径约为地球半径的
,地球半径为6400km,地球表面附近的重力加速度为9.8m/s2.求:
(1)月球表面附近的重力加速度;
(2)“嫦娥一号”与“嫦娥二号”在各自圆轨道上运行速度的大小之比.
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科目:高中物理 来源:2011年北京市会考物理试卷 题型:计算题
供选学物理1-1的考生做)(8分)
2010年10月1日,我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星.“嫦娥二号”在距月球表面100 km高度的轨道上做圆周运动,这比“嫦娥一号”距月球表面200 km的圆形轨道更有利于对月球表面做出精细测绘.已知月球的质量约为地球质量的,月球的半径约为地球半径的
,地球半径为6400km,地球表面附近的重力加速度为9.8m/s2.求:
(1)月球表面附近的重力加速度;
(2)“嫦娥一号”与“嫦娥二号”在各自圆轨道上运行速度的大小之比.
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