4．一宇航員抵達半徑為R的星球表面后，做了如下實驗，取一細線穿過光滑的細直管，細線一端栓一質(zhì)量為m的砝碼，另一端連在一固定的測力計上，手握細直管掄動砝碼，使它在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動．如圖所示，觀察測力計，當(dāng)砝碼運動到圓周的最低點時，讀數(shù)為F1；當(dāng)砝碼運動到圓周的最高點時，讀數(shù)為F2．求：該星球表面的重力加速度．

分析 細線對砝碼的拉力與砝碼所受合力提供砝碼做圓周運動的向心力，由牛頓第二定律列方程可以求出星球表面的重力加速度．

解答 解：設(shè)砝碼圓周運動的半徑為L，據(jù)牛頓第二定律：
在最低點：F1-mg=m$\frac{{v}_{1}^{2}}{L}$  ①，
在最高點：F2+mg=m$\frac{{v}_{2}^{2}}{L}$  ②，
由最高點到最低點由動能定理得：
$\frac{1}{2}$mv12-$\frac{1}{2}$mv22=mg×2L  ③，
解得：g=$\frac{{F}_{1}-{F}_{2}}{6m}$；
答：該星球表面的重力加速度為$\frac{{F}_{1}-{F}_{2}}{6m}$．

點評 知道繩子拉力與重力的合力提供向心力，應(yīng)用向心力公式列方程，熟練應(yīng)用動能定理，知道在星球表面物體受到的重力等于萬有引力，即可正確解題．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．P是一長度為L=0.64m的固定在水平地面上的絕緣平板，擋板R固定在平板的右端．整個空間有一個平行于PR的勻強電場E，在板的右半部分有一個垂直于紙面向里的勻強磁場B，磁場的寬度為d=0.32m．一個質(zhì)量m=0.50×10-3Kg、帶電荷量q=5×10-2C的小物體（可視為質(zhì)點），從板的左端由靜止開始向右做勻加速運動，從D點進入磁場后恰能做勻速直線運動．當(dāng)物體碰到擋板R后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場（不計撤掉電場對原磁場的影響），物體返回時在磁場中仍做勻速運動，離開磁場后做減速運動，停在C點，PC=$\frac{L}{4}$．若物體與平板間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，取g=10m/s2．
（1）判斷電場的方向及物體帶正電還是帶負電；   
（2）求磁感應(yīng)強度B的大��；
（3）求物體與擋板碰撞過程中損失的機械能．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

14．用一個標(biāo)有額定電壓為12V的燈泡做實驗，測得燈絲電阻隨燈泡兩端的電壓變化關(guān)系圖線如圖所示．求：
（1）在正常發(fā)光下，燈泡的電功率=18W
（2）設(shè)燈絲電阻與絕對溫度成正比，室溫為300K（K為絕對溫度的單位），求正常發(fā)光條件下燈絲的溫度T=2400K
（3）當(dāng)合上開關(guān)后，需要0.5s燈泡才能達到正常亮度，電流的最大值I=12A
（4）將一定值電阻與燈泡串聯(lián)后接到20V電壓上，要使燈泡能正常發(fā)光，串聯(lián)的電阻R=5.33Ω

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．內(nèi)壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為R，固定在豎直平面內(nèi)，一根長度為$\sqrt{2}$R的輕桿，一端固定有質(zhì)量為m的小球甲，另一端固定有質(zhì)量為2m的小球乙，將兩小球放入凹槽內(nèi)，小球乙位于凹槽的最低點，如圖所示．由靜止釋放后（　�。�
A．下滑過程中甲球減少的機械能總小于乙球增加的機械能
B．下滑過程中甲球減少的重力勢能總等于乙球增加的重力勢能
C．甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點
D．桿從右向左滑回時，乙球一定能回到凹槽的最低點

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

18．如圖所示，一條小船在河中向正東方向行駛，船上掛起一風(fēng)帆，帆受到側(cè)向風(fēng)作用，風(fēng)力大小F1為100N，方向向東偏南30°，為了使船受到的合力能沿正東方向，岸上一人用一根細繩拉船，問人至少要用多大的力？方向如何？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

9．關(guān)于萬有引力定律，下列說法中正確的是（　�。�
A．萬有引力定律是卡文迪許利用扭秤實驗發(fā)現(xiàn)的
B．萬有引力定律是牛頓在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的
C．萬有引力定律只是嚴格適用于兩個質(zhì)點之間
D．公式F=$\frac{G{m}_{1}{m}_{2}}{{r}^{2}}$中的r是指兩個質(zhì)點間的距離或兩個均勻球體的球心間的距離

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律，實驗所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點痕進行測量．即驗證機械能守恒定律．

（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件；
B．將打點計時器接到電源的額“直流輸出”上；
C．用天平測出重錘的質(zhì)量；
D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時接通電源開關(guān)打出一條紙帶；
E．測量紙帶上某些點間的距離；
F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
其中沒有必要進行的或者操作不當(dāng)?shù)氖荁CD．
（2）在驗證機械能守恒定律的實驗中，質(zhì)量m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出了一系列的點，如圖2所示，相鄰記數(shù)點時間間隔為0.02s，長度單位是cm，g取9.8m/s2．求：
①打點計時器打下記數(shù)點B時，物體的速度VB=3.89m/s（保留三位有效數(shù)字）；
②從點O到打下記數(shù)點B的過程中，物體重力勢能的減小量△EP=7.62 J．動能的增加量△EK=7.57 J（保留三位有效數(shù)字）；
③根據(jù)題中提供的條件，可求出重錘實際下落的加速度a=9.75m/s2．（保留三位有效數(shù)字）
（3）即使在實驗操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下，該實驗測得的△EP也一定略大于△EK，這是實驗存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果，試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因．存在摩擦阻力．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．如圖所示，傾角為30°的光滑斜面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以6m/s速度運動，運動方向如圖所示．一個質(zhì)量為m的物體（物體可以視為質(zhì)點），從h=3.2m高處由靜止沿斜面下滑，物體經(jīng)過A點時，不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面，都不計其速率變化．物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5，物體向左最多能滑到傳送帶左右兩端AB的中點處，重力加速度g=10m/s2，則：
（1）物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長時間？
（2）傳送帶左右兩端AB間的距離LAB為多少？
（3）如果將物體輕輕放在傳送帶左端的B點，它沿斜面上滑的最大高度為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

14．下列敘述正確的是（　�。�
A．物體在恒力作用下不可能作曲線運動
B．物體在變力作用下不可能作直線運動
C．物體在恒力作用下可能作曲線運動
D．物體在變力作用下不可能作直線運動

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