在半徑R=5 000 km的某星球表面，宇航員做了如下實驗．實驗裝置如圖15甲所示，豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成，將質(zhì)量m=0.2kg的小球從軌道AB上高H處的某點靜止滑下，用力傳感器測出小球經(jīng)過C點時對軌道的壓力F，改變H的大小，可測出相應(yīng)的F大小，F(xiàn)隨H的變化關(guān)系如圖15乙所示．求：

1.圓軌道的半徑．

2.該星球的第一宇宙速度．

 

【答案】

 

1.r＝H＝0.2 m

2.5 km/s

【解析】(1)設(shè)該星球表面的重力加速度為g0，圓軌道的半徑為r．當H＝0.5 m時，有：

mg0(H－2r)＝mv02　(2分)

＝mg0　(2分)

解得：r＝H＝0.2 m．　(1分)

(2)當H＞0.5 m時，有：

mg0(H－2r)＝mv2　(1分)

＝mg0＋F　(1分)

即F＝g0(2H－1)　(1分)

由F－H圖象可得：g0＝5 m/s2　(1分)

該星球的第一宇宙速度v＝＝5 km/s．　(1分)

 

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

閱讀如下資料并回答問題.

自然界中的物體會不斷向外輻射電磁波,這種輻射因與溫度有關(guān),稱為熱輻射.熱輻射具有如下特點：①輻射的能量中包含各種波長的電磁波; ②物體溫度越高,單位時間從物體表面單位面積上輻射的能量越大; ③在輻射的總能量中,各種波長所占據(jù)的百分比不同.處于一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時，也要吸收由其他物體輻射的電磁能量，如果它處于平衡狀態(tài)，則能量保持不變.若不考慮物體表面性質(zhì)對輻射與吸收的影響,我們定義一種理想的物體,它能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射,這樣的物體稱為黑體.單位時間內(nèi)從黑體表面單位面積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對溫度的四次方成正比，即P0=σ·T4.其中常量σ=5.67×10-8 W/(m2·K4).

在下面的問題中,把研究對象都簡單地看作黑體.

有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式：太陽半徑R=696 000 km,太陽表面溫度T=5 770 K,球面積S=4πR2,其中R為球半徑.

(1)太陽熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長為2×10-7 m—1×10-5 m范圍內(nèi),求相應(yīng)的頻率范圍.

(2)每小時從太陽表面輻射的總能量為多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：

在半徑R=5 000 km的某星球表面，宇航員做了如下實驗．實驗裝置如圖15甲所示，豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成，將質(zhì)量m=0.2kg的小球從軌道AB上高H處的某點靜止滑下，用力傳感器測出小球經(jīng)過C點時對軌道的壓力F，改變H的大小，可測出相應(yīng)的F大小，F(xiàn)隨H的變化關(guān)系如圖15乙所示．求：

1.圓軌道的半徑．

2.該星球的第一宇宙速度．

 

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科目：高中物理 來源：2014屆甘肅省高三上學(xué)期期中考試理科綜合物理試卷（解析版） 題型：計算題

（18分）在半徑R＝5 000 km的某星球表面，宇航員做了如下實驗，實驗裝置如圖甲所示．豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成，將質(zhì)量m＝0.2 kg的小球，從軌道AB上高H處的某點由靜止滑下，用力傳感器測出小球經(jīng)過C點時對軌道的壓力F，改變H的大小，可測出相應(yīng)的F大小，F(xiàn)隨H的變化關(guān)系如圖乙所示．求：

 

(1)圓軌道的半徑及星球表面的重力加速度．

(2)該星球的第一宇宙速度．

(3)從軌道AB上高H處的某點由靜止釋放小球，要使小球不脫離軌道，H的范圍是多少？

 

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科目：高中物理 來源：模擬題 題型：計算題

在半徑R=5 000 km的某星球表面，宇航員做了如下實驗，實驗裝置如圖(a)所示。豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成，將質(zhì)量m=0.2 kg的小球，從軌道AB上高H處的某點靜止滑下，用力傳感器測出小球經(jīng)過C點時對軌道的壓力F，改變H的大小，可測出相應(yīng)的F大小，F(xiàn)隨H的變化關(guān)系如圖(b)所示。求：
（1）圓軌道的半徑及星球表面的重力加速度；
（2）該星球的第一宇宙速度。

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