(2005?海門市模擬)設(shè)人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng).根據(jù)萬有引力定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及周期的概念,推導(dǎo)和論述人造地球衛(wèi)星隨著軌道半徑的增加,它的線速度變小,周期變大.
分析:根據(jù)萬有引力提供向心力G
Mm
r2
=m
v2
r
=m(
T
)2r
,推導(dǎo)出v和T的表達(dá)式.
解答:解:衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m,G為萬有引力恒量,M是地球質(zhì)量,軌道半徑為r,受到地球的萬有引力為F,則?
F=G
Mm
r2
------①
設(shè)v是衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度,T是運(yùn)動(dòng)周期,據(jù)牛頓第二定律得?
F=m
v2
r
------②?
由①②得v=
GM
r
----③,
③式表明r越大v越小?
人造地球衛(wèi)星的周期就是它環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)一周所需的時(shí)間T,則T=
2πr
v
------④
由③④得T=2π
r3
GM
----⑤,
由⑤式可知r越大,T越大.
點(diǎn)評(píng):本題要知道衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力由萬有引力提供,并且很根據(jù)題意選擇恰當(dāng)?shù)南蛐牧Φ谋磉_(dá)式.
練習(xí)冊系列答案
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(2005?海門市模擬)一粒鋼珠從靜止?fàn)顟B(tài)開始自由下落,然后陷入泥潭中.若把在空中下落的過程稱為過程Ⅰ,進(jìn)入泥潭直到停住的過程稱為過程Ⅱ,則(  )

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A、將熏有煙灰的金屬片靜止懸掛,調(diào)整音叉的位置,使音叉不振動(dòng)時(shí),針尖剛好能水平接觸金屬片,如圖(a)所示.
B、輕敲音叉,使它振動(dòng),同時(shí)燒斷懸線,使金屬片自由下落.
C、從金屬片上選取針尖劃痕清晰的一段,從某時(shí)刻起針尖經(jīng)過平衡位置的點(diǎn)依次為B、C、D、E、F、G、H,測出它們相鄰之間的距離分別為b1、b2、b3、b4、b5、b6,如圖(b)所示.
(1)推導(dǎo)計(jì)算重力加速度的表達(dá)式:
g=
4
9
(b6+b5+b4-b3-b2-b1)f02
g=
4
9
(b6+b5+b4-b3-b2-b1)f02

(2)金屬片自由下落后(不計(jì)針尖與金屬片間的摩擦),圖(c)中3幅圖中,你認(rèn)為針尖在金屬片上的劃痕正確的是
C
C

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(2005?海門市模擬)如圖所示,在光滑的桌面上疊放著一質(zhì)量為mA=2.0kg的薄木板A和質(zhì)量為mB=3.0kg的小金屬塊B,A的長度L=2.0m,B上有輕線繞過定滑輪與質(zhì)量為mC=1.0kg的物塊C相連,B與A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.10,最大靜摩擦力可視為等于滑動(dòng)摩擦力,忽略滑輪質(zhì)量及與軸間的摩擦,起始時(shí)令各物體都處于靜止?fàn)顟B(tài),繩被拉直,B位于A的左端(如圖),然后放手,求(1)A、B的加速度;(2)經(jīng)過多長時(shí)間t后B從A的右端脫離(設(shè)A的右端距滑輪足夠遠(yuǎn))(取g=10m/s2

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