物體A從距離地面某高度處由靜止開始下落,落地時速度剛好等于地球的第一宇宙速度.已知地球半徑為R,以無窮遠(yuǎn)為零勢能面,物體在距地球球心為r(r≥R)的位置處重力勢能為Ep=-
GMπ
r
(其中M為地球質(zhì)量,m為物體的質(zhì)量),不計物體運動中所受的阻力,則物體A從距地面多高處下落?( 。
A、RB、2RC、3RD、4R
分析:物體A從距離地面某高度處由靜止開始下落,不計物體運動中所受的阻力,下落過程機械能守恒.重力勢能減小,動能增加.達(dá)到第一宇宙速度時,牛頓第二定律可得此時的動能,進而可得到此時的機械能的總量,進而可得物體剛剛下落時的機械能的總量,也就是下落時的重力勢能,據(jù)此可解物體下落時的高度.
解答:解:設(shè)第一宇宙速度為v,由牛頓第二定律可得:
GMm
R2
=
mv2
R

故有:Ek=
1
2
mv2=
GMm
2R

物體在地球表面的重力勢能為:Ep=-
GMm
R

故此時物體的機械能總量為:E=Ek+EP=-
GMm
2R

所以,設(shè)物體下落高度為h,則有:-
GMm
(R+h)
=-
GMm
2R

故有:h=R,故A正確,BCD錯誤;
故選:A
點評:關(guān)鍵知道下落過程機械能守恒,結(jié)合第一宇宙速度的動力學(xué)方程得到動能表達(dá)式,利用重力勢能的表達(dá)式聯(lián)合求解,難度不大
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(1)若H=1m,物體能沿軌道AB到達(dá)最低點曰,求它到達(dá)B點時對軌道的壓力大小?
(2)通過你的計算判斷:是否存在某一H值,能使物體沿軌道AB經(jīng)過最低點B后最終停在距離B點0.8m處?
(3)若高度H滿足:,請通過計算標(biāo)示出物體從C處射出后打到的范圍。(已知。不需要計算過程,但要具體的位置。不討論物體的反彈以后的情況。)

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A.從拋出到相遇所用的時間是x/v1

B.如果相遇發(fā)生在乙上升的過程中,則v2>

C.如果相遇發(fā)生在乙下降的過程中,則v2<

D.若相遇點離地面高度為H/2,則v2

 

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