【題目】目前人類(lèi)正在設(shè)計(jì)火星探測(cè)實(shí)驗(yàn)室，從而在火星表面進(jìn)行某些物理實(shí)驗(yàn)。如果火星的半徑為r，某探測(cè)器在近火星表面軌道做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是T，探測(cè)器著陸后，其內(nèi)部有如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，在豎直平面內(nèi)，一半徑為R的光滑圓弧軌道ABC和水平軌道PA在A點(diǎn)相切。BC為圓弧軌道的直徑。O為圓心，OA和OB之間的夾角為α，sinα=，一質(zhì)量為m的小球沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道通過(guò)C點(diǎn)，落至水平軌道；在整個(gè)過(guò)程中，除受到火星表面重力及軌道作用力外，小球還一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C點(diǎn)所受合力的方向指向圓心，且此時(shí)小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱悖ɑ鹦潜砻嬷亓铀俣?/span>g未知）。不考慮火星自轉(zhuǎn)的前提下，求：

(1)水平恒力的大小和小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度的大��；

(2)小球從C點(diǎn)落至水平軌道所用的時(shí)間。

【答案】(1)；v=；(2)

【解析】

(1)設(shè)火星表面重力加速度為g

可得

設(shè)水平恒力的大小為F0，小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)所受合力的大小為F，由力的合成法則有

設(shè)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，由牛頓第二定律得

由以上各式，聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得

，v=

(2)小球離開(kāi)C點(diǎn)后在豎直方向上做初速度不為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為g。設(shè)小球在豎直方向的初速度為，從C點(diǎn)落至水平軌道上所用時(shí)間為t，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

以上各式聯(lián)立，代入數(shù)據(jù)得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在某質(zhì)量分布均勻的行星表面上有一傾斜的勻質(zhì)圓盤(pán)，盤(pán)面與水平面的夾角為30° ，繞垂直于盤(pán)面的固定對(duì)稱(chēng)軸以恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。盤(pán)面上與轉(zhuǎn)軸距離處有一小物體與圓盤(pán)保持相對(duì)靜止,角速度為時(shí)，小物體恰好要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，物體與盤(pán)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），星球的半徑為，引力常量為，,則下列說(shuō)法正確的是

A.此行星的密度

B.質(zhì)量為m的物體在離行星表面距離為R的地方的重力為

C.此行星的第一宇宙速度

D.此行星的同步衛(wèi)星的周期是

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)有A、B、C三點(diǎn)，三點(diǎn)連線構(gòu)成一直角三角形，AB邊豎直，BC邊水平，D點(diǎn)為BC邊中點(diǎn)。一可視為質(zhì)點(diǎn)的物體從A點(diǎn)水平拋出，軌跡經(jīng)過(guò)D點(diǎn)，與AC交于E點(diǎn)。若物體從A運(yùn)動(dòng)到E的時(shí)間為tl，從A運(yùn)動(dòng)到D的時(shí)間為t2，則tl : t2為

A. 1 : 1B. 1 : 2C. 2 : 3D. 1 : 3

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示的正方形金屬線框abcd邊長(zhǎng)為L，每邊電阻均為r，在垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞cd軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，c、d兩點(diǎn)與一阻值為r的電阻相連，各表均可視為理想表，導(dǎo)線電阻不計(jì)，下列說(shuō)法中正確的是

A.當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)為

B.當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)為

C.當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為

D.當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，質(zhì)量為m=0.5kg的物體置于傾角為θ=37°的固定且足夠長(zhǎng)的斜面上，t=0時(shí)刻對(duì)物體施以平行于斜面向上的拉力F，t1=0.5s時(shí)撤去該拉力．整個(gè)過(guò)程物體運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的部分圖象如圖乙所示．不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;

(2)拉力F的大小;

(3)物體沿斜面向上滑行的最大距離s．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】A、B是兩種放射性元素，原來(lái)都靜止在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其中一個(gè)放出α粒子，另一個(gè)放出β粒子，運(yùn)動(dòng)方向都與磁場(chǎng)方向垂直。圖中a、b與c、d分別表示各粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，下列說(shuō)法中正確的是

A.磁場(chǎng)方向一定為垂直紙面向里

B.A放出的是α粒子，B放出的是β粒子

C.b為α粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，c為β粒子運(yùn)動(dòng)軌跡

D.a軌跡中粒子比b軌跡中的粒子動(dòng)量大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)漂浮在海面上，雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8m/s的速率向著海灘傳播，但他并不向海灘靠近。該同學(xué)發(fā)現(xiàn)從第1個(gè)波峰到第10個(gè)波峰通過(guò)身下的時(shí)間間隔為18s。下列說(shuō)法正確的是

A.水面波是一種機(jī)械波

B.該水面波的頻率為2Hz

C.該水面波的波長(zhǎng)為3.6m

D.水面波沒(méi)有將該同學(xué)推向岸邊，是因?yàn)椴▊鞑r(shí)能量不會(huì)傳遞出去

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲、乙兩同學(xué)均設(shè)計(jì)了測(cè)動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)。已知重力加速度為g。

(1)甲同學(xué)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。其中A為一質(zhì)量為M的長(zhǎng)直木板，B為木板上放置的質(zhì)量為m的物塊，C為物塊右端連接的一輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)用力將A從B的下方抽出，通過(guò)C的讀數(shù)F1即可測(cè)出動(dòng)摩擦因數(shù)。則該設(shè)計(jì)能測(cè)出________(填“A與B”或“A與地面”)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，其表達(dá)式為________。

(2)乙同學(xué)的設(shè)計(jì)如圖乙所示。他在一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板上固定有A、B兩個(gè)光電門(mén)，與光電門(mén)相連的計(jì)時(shí)器可以顯示帶有遮光片的物塊在其間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，與跨過(guò)定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)測(cè)力計(jì)能顯示掛鉤處所受的拉力。實(shí)驗(yàn)時(shí)，多次改變砂桶中砂的質(zhì)量，每次都讓物塊從靠近光電門(mén)A處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，讀出多組測(cè)力計(jì)示數(shù)F及對(duì)應(yīng)的物塊在兩光電門(mén)之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。在坐標(biāo)系中作出的圖線如圖丙所示，圖線的斜率為k，與縱軸的截距為b，與橫軸的截距為c。因乙同學(xué)不能測(cè)出小車(chē)質(zhì)量，因乙同學(xué)不能測(cè)出小車(chē)質(zhì)量，故該同學(xué)還應(yīng)該測(cè)出的物理量為 _______ 。根據(jù)該測(cè)量物理量及圖線信息可知物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)表達(dá)式為 ________ 。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)中。

(1)所用實(shí)驗(yàn)器材除電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶和復(fù)寫(xiě)紙）、小車(chē)、一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板、繩、鉤碼、電源、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的還有______（填選項(xiàng)標(biāo)號(hào)）；

A．刻度尺 B．秒表 C．天平 D．彈簧測(cè)力計(jì)

(2)某同學(xué)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50Hz的交流電源上，實(shí)驗(yàn)時(shí)得到一條紙帶，紙帶上O、A、B、C、D、E為計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出。

由紙帶可知，打C點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度大小vC_____m/s2；小車(chē)的加速度大小a=_____m/s。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）

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