宇航員到了某星球后做了如下實驗:如圖所示,在光滑的圓錐頂用長為L的細線懸掛一質(zhì)量為m的小球,圓錐頂角2θ。當圓錐和球一起以周期T勻速轉(zhuǎn)動時,球恰好對錐面無壓力.已知星球的半徑為R,萬有引力常量為G.求:

(1)線的拉力;
(2)該星球表面的重力加速度;
(3)該星球的第一宇宙速度;
(4)該星球的密度.

(1)     (2)    
(3)   (4) 

解析試題分析:(1)小球做圓周運動:向心力      ①(1分)
半徑              ②(1分)
解得線的拉力           ③(1分)
(2)           ④(1分)
解得該星球表面的重力加速度       ⑤(2分)
(3)星球的第一宇宙速度即為該星球的近“地”衛(wèi)星的環(huán)繞速度,設近“地”衛(wèi)星的質(zhì)量為,根據(jù)向心力公式有:
            ⑥(1分)
聯(lián)立⑤⑥解得            (2分)
(4)設星球的質(zhì)量為,則:
            ⑦(1分)
            ⑧(1分)
聯(lián)立⑤⑦⑧⑨解得星球的密度          (1分)
考點:萬有引力定律 第一宇宙速度

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

公交車在平直公路上勻速行駛,前方黃燈亮起后,司機立即采取制動措施,使汽車開始做勻減速運動直到汽車停下。已知開始制動后的第1s內(nèi)和第2s內(nèi)汽車的位移大小依次為8m和4m。則汽車的加速度大小為_______m/s2;開始制動時汽車的速度大小為_______ m/s;開始制動后的3s內(nèi),汽車的位移大小為________m。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(14分)“神舟六號”載人飛船于2005年10月12日上午9點整在酒泉航天發(fā)射場發(fā)射升空,由長征運載火箭將飛船送入近地點為A、遠地點為B的橢圓軌道上,A點距地面的高度為h1,飛船飛行五周后進行變軌,進入預定軌道,如圖所示,在預定圓軌道上飛行n圈所用的時間為t,于10月17日凌晨在內(nèi)蒙古草原成功返回,已知地球表面重力加速度為g,地球半徑為R,求:

⑴飛船在A點的向心加速度大。
⑵遠地點B距地面的高度;
⑶若已知地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為R0,求“神舟六號”載人飛船在預定圓軌道上的運行速度與地球同步衛(wèi)星的運行速度的比值。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(7分)某天體的半徑為地球半徑的2倍,質(zhì)量為地球質(zhì)量的1/8倍,求該天體的第一宇宙速度及該天體表面處的重力加速度。(已知地球的第一宇宙速度為8km/s,地球表面的重力加速度為10m/s2。)結(jié)果保留2位有效數(shù)字

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(16分)“嫦娥一號”的成功發(fā)射,為實現(xiàn)中華民族幾千年的奔月夢想邁出了重要的一步.如圖所示,“嫦娥一號”先進入繞月飛行的橢圓軌道,然后再橢圓軌道近月點變軌進入繞月飛行圓軌道;已知“嫦娥一號”繞月飛行的橢圓軌道遠月點距月球表面高度為;又已知“嫦娥一號”繞月圓軌道飛行時,距月球表面的高度為,飛行周期為,月球的半徑為,萬有引力常量為;再后,假設宇航長在飛船上,操控飛船在月球表面附近豎直平面內(nèi)俯沖,在最低點附近作半徑為的圓周運動,宇航員質(zhì)量是,飛船經(jīng)過最低點時的速度是.求:

(1)月球的質(zhì)量是多大?
(2)“嫦娥一號”經(jīng)繞月飛行的橢圓軌道遠月點時的加速度多大?“嫦娥一號”經(jīng)繞月飛行的橢圓軌道近月點時欲變軌進入如圖圓軌道,應該向前還是向后噴氣?
(3)操控飛船在月球表面附近豎直平面內(nèi)俯沖經(jīng)過最低點時,座位對宇航員的作用力是多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

“神舟十號”飛船將于2013年6月至8月?lián)駲C發(fā)射,再次與“天官一號”進行交會對接.三位航天員再次人住“天宮”完成一系列實驗.“神舟十號”與“天宮一號”對接后做勻速圓周運動,運行周期為90分鐘.對接后“天宮一號”的

A.運行速度大于第一宇宙速度
B.加速度大于赤道上靜止物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度
C.角速度為地球同步衛(wèi)星角速度的16倍
D.航天員可以用天平測出物體的質(zhì)量

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(8分)1969年7月21日,美國宇航員阿姆斯特郎在月球上烙下了人類第一只腳印,邁出了人類征服宇宙的第一步,在月球上,如果阿姆斯特郎和同伴奧爾德林用彈簧測力計測出質(zhì)量為m的儀器的重力為F。而另一位宇航員科林斯駕駛指揮艙,在月球表面飛行一周,記下時間T。只利用這些數(shù)據(jù),計算出月球的質(zhì)量。

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

對下列物理現(xiàn)象的解釋,正確的是( 。

A.擊釘時,不用橡皮錘僅僅是因為橡皮錘太輕
B.跳遠時,在沙坑里填沙,是為了減小沖量
C.易碎品運輸時,要用柔軟材料包裝,船舷常常懸掛舊輪胎,都是為了延長作用時間,減小作用力
D.在車內(nèi)推車推不動,是因為合外力沖量為零

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

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(1)行星的質(zhì)量M;
(2)箱子與“地面”間的動摩擦因數(shù)

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