练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    3．已知地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G．将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体，不考虑空气的影响．若把一质量为m的物体放在地球表面的不同位置，由于地球自转，它对地面的压力会有所不同．
    （1）若把物体放在北极的地表，求该物体对地表的压力F1的大小；
    （2）若把物体放在赤道的地表，求该物体对地表的压力F2的大小；
    （3）若把物体放在赤道的地表，请你展开想象的翅膀，假想地球的自转不断加快，当该物刚好“飘起来”时，求此时地球的“一天”T的表达式．

    分析 （1）当物体放在北极的地表时，万有引力与支持力相平衡，根据平衡条件列式求解支持力，根据牛顿第三定律求解压力；
    （2）当物体放在赤道的地表时，万有引力与支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解支持力，根据牛顿第三定律列式求解压力；
    （3）物体刚好“飘起来”时，重力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解．

    解答 解：（1）当物体放在北极的地表时，万有引力与支持力相平衡，有：
    ${F}_{1}^{′}$=$G\frac{Mm}{{R}^{2}}$                                      
    根据牛顿第三定律，该物体对地表的压力：
    ${F}_{1}={F}_{1}^{′}$=$G\frac{Mm}{{R}^{2}}$    
    （2）当物体放在赤道的地表时，万有引力与支持力的合力提供向心力，有：
    $G\frac{Mm}{{R}^{2}}$-${F}_{2}^{′}$=$mR\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$…①
    根据牛顿第三定律，该物体对地表的压力：
    F2=F2ˊ…②
    联立①②得：
    F2=$G\frac{Mm}{{R}^{2}}-mR\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$                    
    （3）物体刚好“飘起来”时，即F2=0，则有：
    $G\frac{Mm}{{R}^{2}}=mR\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$                          
    解得：$T=2π\sqrt{\frac{{R}^{3}}{GM}}$
    答：（1）若把物体放在北极的地表，求该物体对地表的压力F1的大小为$G\frac{Mm}{{R}^{2}}$；
    （2）若把物体放在赤道的地表，该物体对地表的压力F2的大小为$G\frac{Mm}{{R}^{2}}-mR\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$；
    （3）此时地球的“一天”T的表达式为$2π\sqrt{\frac{{R}^{3}}{GM}}$．

    点评 本题关键是明确重力和万有引力的联系和区别，当不考虑地球自转时，两者相等，基础题目．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    13．用如图所示装置做“研究有固定转动轴物体平衡条件“的实验，力矩盘上个同心圆的间距相等．
    （1）（多选）在用细线悬挂钩码前，以下哪些措施是必要的ACD
    A．判断力矩盘是否在竖直平面     B．判断横杆MN是否严格保持水平
    C．判断力矩盘与转轴间的摩擦是否足够小   D．判断力矩盘的重心是否位于盘中心
    （2）在A、B、C三点分别用细线悬挂钩码后，力矩盘平衡，如图所示，已知每个钩码所受的重力为1牛，则此时弹簧称示数为4牛．
    （3）由于力矩盘偏心未经调整实际测出的弹簧称读数偏大，则力矩盘的重心在轴的右方．（填左方或右方）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    14．根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是（　　）
    A．随着气温的升高，氡的半衰期会变短
    B．许多元素能自发地放出射线，使人们开始认识到原子是有复杂结构的
    C．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子
    D．氢核、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，当氢核与中子结合为氘核时，放出的能量为（m1+m2-m3）c2

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．如图所示，用长短不同、材料相同的同样粗细的绳子，各拴着一个质量相同的小球，在光滑水平面上做匀速圆周运动．则（　　）
    A．两个小球以相同的线速度运动时，长绳易断
    B．两个小球以相同的周期运动时，短绳易断
    C．两个小球以相同的角速度运动时，长绳易断
    D．以上说法都不对

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    18．三个同学根据不同的实验条件，进行“探究平抛运动规律”的实验：

    （1）甲同学采用如图（1）所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动．
    （2）乙同学采用如图（2）所示的装置．两个相同的可忽略摩擦的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球 P、Q，其中M、N的末端均与水平面相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应是P球落地时刚好和Q球相遇．保持A、C高度及其它条件不变，仅改变弧形轨道M的弯曲程度，（如图虚线所示）重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动在水平方向上是匀速运动．
    （3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图3所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长为1.25cm，由图可求得该小球平抛运动初速度大小为0.71m/s（结果保留两位有效数字）．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．如图所示，abcd是由导体做成的框架，其平面与水平面成θ角．质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的总电阻为R整个装置放在垂直框面的变化的匀强磁场中，磁感强度B随时间变化的关系如图乙所示，PQ始终处于静止状态．关于PQ与框架间的摩擦力f在0～t1时间内的变化情况的说法中，有可能正确的是：（　　）
    ①f一直在增大          ②f一直在减小
    ③f先增大后减小        ④f先减小后增大．
    A．①③B．①④C．②③D．②④

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    15．如图所示，一粗细均匀的气缸水平放置，右端有阀门K，缸内有一阻力不计，可自由移动的活塞将A、B两部分空气分开．开始时，活塞处于静止状态，A、B两部分气体长度分别为3L和L，压强均为P，若因阀门缓慢漏气，活塞将缓慢向右移动，整个过程温度不变．当活塞向右缓慢移动的距离为0.6L时，求此时：
    （1）A中气体的压强
    （2）B中气体与漏气前的质量比．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    12．一束质量为m、电荷量为-q的带负电粒子（不计重力和粒子间的相互作用）以平行于两极板的速度v0沿中心线进入匀强磁场，如图所示，如果两极板间电压为U，两极板间的距离为d，板长为L．在极板右侧距离极板b处有一个足够大的屏，屏面与极板垂直，设粒子束不会击中极板，求解下列问题：
    （1）粒子从进入电场到飞出电场的时间；
    （2）粒子飞出极板时在垂直极板方向偏移的距离；
    （3）粒子从进入电场到飞出电场时的位移大小和方向；
    （4）粒子飞出电场时的速度大小和方向；
    （5）粒子从进入电场到飞出电场时动能的变化量；
    （6）粒子从飞出电场到打到屏上的时间；
    （7）粒子打在屏上的位置；
    （8）若粒子是无初速地经过一加速电场加速后进入该偏转电场，则其出电场后的速度偏转角．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    2．摆长为l的单摆，上端悬线固定，把摆球从平衡位置拉开一小段距离，使摆线与竖直方向的夹角小于5°然后无初速地释放．摆球运动到平衡位置时所需时间为t1．若把摆球托到悬点位置，让其自由下落，运动到平衡位置所需时间为t2．不计空气阻力，则有（　　）
    A．t1＞t2B．t1＜t2C．t1=t2D．不能确定

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案