10.此前,我國(guó)曾發(fā)射“神舟”號(hào)載人航天器進(jìn)行模擬試驗(yàn)飛行,飛船順利升空,在繞地球軌道飛行數(shù)圈后成功回收.當(dāng)今我國(guó)已成為繼前蘇聯(lián)和美國(guó)之后第三個(gè)實(shí)現(xiàn)載人航天的國(guó)家,載人航天已成為全國(guó)人民關(guān)注的焦點(diǎn).航天工程是個(gè)龐大的綜合工程,理科知識(shí)在航天工程中有許多重要的應(yīng)用.
(1)地球半徑為6 400km,地球表面重力加速度g=10m/s2,若使載人航天器在近地圓軌道上繞地球飛行,則在軌道上的飛行速度為8.0×103m/s.
(2)載人航天器在加速上升的過程中,宇航員處于超重狀態(tài),若在離地面不太遠(yuǎn)的地點(diǎn),宇航員對(duì)支持物的壓力是他在地面靜止時(shí)重力的4倍,則航天器的加速度為3g.

分析 (1)在地球表面重力等于萬(wàn)有引力,近地軌道上的衛(wèi)星萬(wàn)有引力提供向心力,據(jù)此分析計(jì)算;
(2)離地面不太遠(yuǎn)的點(diǎn)的重力加速度和地球表面的重力加速度相同,根據(jù)牛頓第二定律分析航天員的受力得出加速度.

解答 解:(1)人造衛(wèi)星的向心力由萬(wàn)有引力提供,
$\frac{GMm}{{r}^{2}}$=$\frac{{mv}^{2}}{r}$
在地球表面,萬(wàn)有引力等于重力得:$\frac{GMm}{{R}^{2}}$=mg,
若使載人航天器在近地圓軌道上繞地球飛行,則在軌道上的飛行速度v=$\sqrt{gR}$=8.0×103m/s
(2)宇航員受支持物的支持力為4mg,重力為mg,故宇航員所受合力
F=mg-mg=3mg
根據(jù)牛頓第二定律知,此時(shí)宇航員的加速度a=3g,
故答案為:(1)8.0×103
(2)3g

點(diǎn)評(píng) 萬(wàn)有引力在航天計(jì)算中的兩點(diǎn)應(yīng)用:一是在星球表面重力與萬(wàn)有引力相等;二是在圍繞星球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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20.質(zhì)量相同的小球A和B分別懸掛在長(zhǎng)為L(zhǎng)和2L的不伸長(zhǎng)繩上.先將小球拉至同一水平位置(如圖示)從靜止釋放,當(dāng)二繩豎直時(shí),則( 。
A.兩球速度一樣大B.兩球的動(dòng)能一樣大
C.兩球的機(jī)械能一樣大D.B球所受的拉力較大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖所示,在紙面內(nèi)圓心為O,半徑為R的圓形區(qū)域中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一帶電的點(diǎn)電荷從圖中A點(diǎn)以速度v0垂直磁場(chǎng)方向射入,AO與速度方向的夾角為30°,當(dāng)該電荷離開磁場(chǎng)時(shí),速度方向剛好改變了90°,不計(jì)電荷的重力,下列說法正確的是( 。
A.該點(diǎn)電荷離開磁場(chǎng)時(shí)速度方向的反向延長(zhǎng)線通過O點(diǎn)
B.該點(diǎn)電荷的比荷為$\frac{q}{m}$=$\frac{2{v}_{0}}{BR}$
C.該點(diǎn)電荷的比荷為$\frac{q}{m}$=$\frac{(\sqrt{3}-1){v}_{0}}{BR}$
D.該點(diǎn)電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=$\frac{(1+\sqrt{3})πR}{4{v}_{0}}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)三定律和萬(wàn)有引力定律的科學(xué)家分別是(  )
A.開普勒、卡文迪許B.牛頓、伽利略C.牛頓、卡文迪許D.開普勒、牛頓

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

5.用多用電表測(cè)量一個(gè)電阻的阻值.將選擇開關(guān)置于“×1K”擋時(shí),指針位置如圖(a)所示,則測(cè)量的電阻阻值為15kΩ.用一量程為5V的伏特表測(cè)量某小燈泡的兩端的電壓時(shí),伏特表位置如圖(b)所示,則測(cè)得的電壓為3.60V

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng),下列條件中可確定物體飛行時(shí)間的是(  )
A.下落高度B.水平位移C.初速度的大小D.末速度的大小

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2.利用單擺驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,設(shè)計(jì)方案如圖(a)所示,在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P,當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷;MN為水平木板,已知懸線長(zhǎng)為L(zhǎng),懸點(diǎn)到木板的距離OO′=h(h>L).

①電熱絲P必須放在懸點(diǎn)正下方的理由是:保證小球水平拋出.
②將小球向左拉起后自由釋放,最后小球落到木板上的C點(diǎn),O′C=s,則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v0=s$\sqrt{\frac{g}{2(h-L)}}$.
③在其他條件不變的情況下,若改變釋放小球時(shí)懸線與豎直方向的夾角θ,小球落點(diǎn)與O′點(diǎn)的水平距離s將隨之改變,經(jīng)多次實(shí)驗(yàn),以s2為縱坐標(biāo)、cosθ為橫坐標(biāo),得到如圖(b)所示圖象.若懸線長(zhǎng)L=1.0m,懸點(diǎn)到木板間的距離OO′為1.5m.

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19.嚴(yán)重霧霾天氣要求我們盡快開發(fā)利用清潔能源,2014年,一大批核電項(xiàng)目立項(xiàng)并開始實(shí)施.核能利用與原子核的結(jié)合能和質(zhì)量虧損關(guān)系密切,下列說法正確的是( 。
A.原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
B.一重原子核衰變成α粒子和另一原子核,衰變產(chǎn)物的質(zhì)量之和一定小于原來重核的質(zhì)量
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D.比結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定
E.自由核子組成原子核時(shí),其質(zhì)量虧損所對(duì)應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能

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20.如圖,志軍有一段電纜,重1000牛頓,這天他把它掛在了兩根電線桿之間(如圖所示),發(fā)現(xiàn)中間有一段長(zhǎng)度區(qū)域(BB′)幾乎接近(當(dāng)水平處理)
(1)桿A處承受的電纜的拉力大小約為707N;
(2)BB′這區(qū)域的電纜承受的拉力大小約為500N.

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