宇航員在月球表面完成下面實(shí)驗(yàn)：在一固定的豎直光滑圓弧軌道內(nèi)部最低點(diǎn)使一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）獲得初速度，如圖13所示，小球恰好能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)．已知圓弧軌道半徑為r，月球的半徑為R，萬有引力常量

為G．若在月球表面上發(fā)射一顆環(huán)月衛(wèi)星，所需最小發(fā)射速度為多大？


【知識(shí)點(diǎn)】萬有引力定律及其應(yīng)用；人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系．D5

【答案解析】  解析：設(shè)月球表面重力加速度為g，月球質(zhì)量為M．
球剛好完成圓周運(yùn)動(dòng)，則小球在最高點(diǎn)有  mg=m①
從最低點(diǎn)至最高點(diǎn)由動(dòng)能定理得-mg•2r=mv2-mv02②
由①②可得  g=在月球表面發(fā)射衛(wèi)星的最小速度為月球第一宇宙速度，重力提供向心力  m′g=m′解得：v=

【思路點(diǎn)撥】由于小球恰好經(jīng)過最高點(diǎn)，根據(jù)重力提供向心力，可求出在最高點(diǎn)的速度；小球在軌道內(nèi)部運(yùn)動(dòng)過程中，只有重力做功，由動(dòng)能定理列式可求出月球表面重力加速度g，根據(jù)重力提供向心力，可求出最小發(fā)射速度．本題涉及兩個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)，小球在光滑軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在最高點(diǎn)重力提供向心力；衛(wèi)星在月球表面做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力提供向心力．


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲所示是一打樁機(jī)的簡(jiǎn)易模型。質(zhì)量m=1kg的物體在拉力F作用下從與釘子接觸處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，上升一段高度后撤去F，到最高點(diǎn)后自由下落，撞擊釘子，將釘子打入2cm深度，且物體不再被彈起。若以初始狀態(tài)物體與釘子接觸處為零勢(shì)能點(diǎn)，物體上升過程中，機(jī)械能E與上升高度h的關(guān)系圖像如圖乙所示。撞擊前不計(jì)所有摩擦，釘子質(zhì)量忽略不計(jì)，g取10m/s2。則

A．物體上升過程的加速度為12m/s2

B．物體上升過程的最大速度為2m/s

C．物體上升到0.25m高度處拉力F的瞬時(shí)功率為12W

D．釘子受到的平均阻力為600N

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科目：高中物理 來源： 題型：


1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖所示．這臺(tái)加速器由兩個(gè)銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是（　　）

　

A．

離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器

　

B．

離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器

　

C．

離子從磁場(chǎng)中獲得能量

　

D．

離子從電場(chǎng)中獲得能量

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科目：高中物理 來源： 題型：


一只船在靜水中的速度為3 m/s，它要渡過寬度為300m的一條河；已知水流速度為4 m/s，下列說法正確的是

  A. 這只船不可能渡過河              B．這只船的實(shí)際航線不可能垂直于河岸

C．這只船相對(duì)于岸的速度一定是5 m/s D．這只船過河所用的最短時(shí)間為60s

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科目：高中物理 來源： 題型：


2008年9月25日至28日，我國成功實(shí)施了“神舟”七號(hào)載人航天飛行并實(shí)現(xiàn)了航天員首次出艙．飛船先沿橢圓軌道飛行，然后在遠(yuǎn)地點(diǎn)343千米處點(diǎn)火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運(yùn)行周期約為90分鐘．下列判斷正確的是

A．飛船變軌前后的機(jī)械能相等

B．飛船在圓軌道上飛行時(shí)航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)

C．飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度

D．飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的向心加速度與變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小相等

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科目：高中物理 來源： 題型：


 “空間站”是科學(xué)家進(jìn)行天文探測(cè)和科學(xué)試驗(yàn)的特殊而又重要的場(chǎng)所。假設(shè)“空間站” 正在地球赤道平面內(nèi)的圓周軌道上運(yùn)行，其離地球表面的高度為同步衛(wèi)星離地球表面高度的十分之一，且運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致。則下列說法正確的是（       ）

A．“空間站”運(yùn)行的加速度小于同步衛(wèi)星運(yùn)行的加速度

B．“空間站”運(yùn)行的速度等于同步衛(wèi)星運(yùn)行速度的倍

C．站在地球赤道上的人觀察到“空間站”向東運(yùn)動(dòng)

D．在“空間站”工作的宇航員因不受重力而在艙中懸浮或靜止

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科目：高中物理 來源： 題型：


下列關(guān)于摩擦力的說法中正確的是（       ）

   A．作用在物體上的滑動(dòng)摩擦力只能使物體減速，不可能使物體加速

   B．作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速，也可能使物體減速

   C．靜止的物體可能受到滑動(dòng)摩擦力作用，運(yùn)動(dòng)的物體也可能受到靜摩擦力作用

   D．作用在物體上的靜摩擦力既可能對(duì)物體做正功，也可能做負(fù)功，或?qū)ξ矬w不做功

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科目：高中物理 來源： 題型：


某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律：在豎直放置的光滑的塑料米尺上套一個(gè)磁性滑塊m，滑塊可沿米尺自由下落。在米尺上還安裝了一個(gè)連接了內(nèi)阻很大數(shù)字電壓表的多匝線框A，線框平面在水平面內(nèi)，滑塊可穿過線框，如下圖所示。把滑塊從米尺的0刻度線處釋放，記下線框所在的刻度h和滑塊穿過線框時(shí)的電壓U。改變h，調(diào)整線框的位置，多做幾次實(shí)驗(yàn)，記錄各次的h，U。

（1）如果采用圖象法對(duì)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析論證，用圖線　     　（選填“U－h(huán)”或“U 2－h(huán)”）更容易得出結(jié)論。

（2）影響本實(shí)驗(yàn)精確程度的因素主要是                             （列舉一點(diǎn)即可）。

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科目：高中物理 來源： 題型：


在如圖（a）所示的電路中，Rl為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器，電表均為理想電表．閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P從最右端滑到最左端，兩個(gè)電壓表讀數(shù)隨電流表讀數(shù)變化的圖線如圖（b）所示．則（　　）

　

A．

電源內(nèi)電阻的阻值為10Ω

　

B．

電源的最大輸出功率為1.8W

　

C．

滑動(dòng)變阻器R2的最大功率為0.9W

　

D．

圖線甲是電壓表V2讀數(shù)隨電流表讀數(shù)變化的圖線

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