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阅读下列材料,并结合材料解题

开普勒从1909年——1919年发表了著名的开普勒行星三定律:

第一定律:所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动,太阳在这个椭圆的一个焦点上

第二定律:太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积

第三定律:所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等

实践证明,开普勒三定律也适用于人造地球卫星的运动,如果人造地球卫星沿半径为r的圆形轨道绕地球运动,当开动制动发动机后,卫量速度降低并转移到与地球相切的椭圆轨道,如图问在这之后,卫星经过多长时间着陆?空气阻力不计,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,圆形轨道作为椭圆轨道的一种特殊形式。

t=


解析:

此题所求实质是星体做椭圆运动的周期,

仅凭中学物理知识难以解决,但再利用题中信息所示原理,则可方便求解。

解答:提供的信息中有如下几条对解题有用

(1)开氏第一定律

(2)开氏第二定律

(3)开氏第三定律   a3/T2=常量

(4)开氏第三定律适用于人造卫量

(5)圆轨道是椭圆轨道的特例,半长轴与半短轴等长,均为半径。

于是由开氏第三定律可得

=

其中

a=(R+r)

另外又有

=mr

 =mg

考虑到椭圆轨道的对称性,考虑到开氏第二定律,不难得

t=T

于是解得

t=

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

下面是一位教师的《探究外力(重力)对物体所做的功与物体动能的变化关系实验》的教案,认真阅读下列材料,并回答问题:
[探究实验]外力(重力)对物体所做的功与物体动能的变化关系
(一)提供的实验器材有:电火花式打点计时器、纸带、重锤、刻度尺.
(二)请同学们根据已有的知识,结合提供的实验器材,在小组讨论的基础上,写出你们的实验方案.讨论时请围绕下列问题进行:
①如何设计实验方案.(实验结束后叫学生上台演示其实验操作过程)
[师生探讨]:将打点计时器侧放于桌面上,使限位也伸出桌面外,将夹有重锤的纸带从下向上穿过限位孔,用一手压住打点计时器,另一手提住约束的上端,使纸带竖直,重锤紧靠在下边的限位孔处,先开启电源使打点计时器工作,然后放手使纸带在重锤的带动下自由下落,结果打点计时器在纸带上打下一系列点,利用打了点的纸带来计算重力所做的功WG与动能变化量△EK的关系.
②如何计算重力所做的功WG和动能的变化量△EK
[师生探讨]:在纸带上取两个合适的点(如下图中纸带上的B点和E点),用刻度尺测出这两点间的距离SBE,根据功的定义可知:WG=mgSBE,采用求平均速度的方法求出打点计时器打B、E两点时,重锤的速度vB和VE,再根据动能的计算式EK=
1
2
mv2计算打B、E两点时的动能及其动能的差值△EK
③需要测量和记录哪些实验数据:(实验后由学生用图示方式板书出来 )
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④如何设计记录数据的表格:(学生板书并填入实验记录的数据)

SBE SAC SDE IAC IDF
(三)操作实验,测量和记录实验数据.
(四)数据处理表格:(学生板书并赶往数据处理结果)

VB= VE= △Ei=
1
2
mvB2-
1
2
mvA2
WO=mgSAO
 
 
(五)处理实验数据,比较得出实验结论:
[学生]:通过数据处理可知:
请你在“(四)数据处理表格”中补写出vB和VE的表达式.并写出实验结论.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)读出下面两图的读数:上图________________cm,下图________________mm。

   

(2)下面是一位教师的《探究外力(重力)对物体所做的功与物体动能的变化关系实验》的教案,认真阅读下列材料,并回答问题:

【探究实验】外力(重力)对物体所做的功与物体动能的变化关系

(一)提供的实验器材有:电火花式打点计时器、纸带、重锤、刻度尺。

(二)请同学们根据已有的知识,结合提供的实验器材,在小组讨论的基础上,写出你们的实验方案。讨论时请围绕下列问题进行:

①如何设计实验方案。(实验结束后叫学生上台演示其实验操作过程)

【师生探讨】将打点计时器侧放于桌面上,使限位孔伸出桌面外,将夹有重锤的纸带从下向上穿过限位孔,用一手压住打点计时器,另一手提住纸带的上端,使纸带竖直,重锤紧靠在下边的限位孔处,先开启电源使打点计时器工作,然后放手使纸带在重锤的带动下自由下落,结果打点计时器在纸带上打下一系列点,利用打了点的纸带来计算重力所做的功WG与动能变化量ΔEk的定量关系。

②如何计算重力所做的功WG和动能的变化量ΔEk

【师生探讨】在纸带上取两个合适的点(如下图中纸带上的B点和E点),用刻度尺测出这两点间的距离sBE,根据功的定义可知:WG=mgsBE,采用求平均速度的方法求出打点计时器打B、E两点时,重锤的速度vb和vE,再根据动能的计算式Ek=12mv2计算打B、E两点时的动能及其动能的差值ΔEk

③需要测量和记录哪些实验数据:(实验后由学生用图示方式板书出来)

④如何设计记录数据的表格:(学生板书并填入实验记录的数据)

sBE

sAC

sDF

tAC

tDF

 

 

 

 

 

(三)操作实验,测量和记录实验数据。

(四)数据处理表格:(学生板书并填入数据处理结果)

vb=

vE=

EkB=mvB2

EkE=mvE2

ΔEk=EkE-EkB

WG=mgsBE

 

 

 

 

 

 

(五)处理实验数据,比较得出实验结论:

【生】通过数据处理可知:重力所做的功WG与物体动能的改变量ΔEk在误差允许的范围内是相等的。

请你在“(四)数据处理表格:”中,补写出vb和vE的表达式。

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

下面是一位教师的《探究外力(重力)对物体所做的功与物体动能的变化关系实验》的教案,认真阅读下列材料,并回答问题:
【探究实验】外力(重力)对物体所做的功与物体动能的变化关系
㈠提供的实验器材有:电火花式打点计时器、纸带、重锤、刻度尺。
㈡请同学们根据已有的知识,结合提供的实验器材,在小组讨论的基础上,写出你们的实验方案。讨论时请围绕下列问题进行:
①如何设计实验方案。(实验结束后叫学生上台演示其实验操作过程)
【师生探讨】:将打点计时器侧放于桌面上,使限位孔伸出桌面外,将夹有重锤的纸带从下向上穿过限位孔,用一手压住打点计时器,另一手提住纸带的上端,使纸带竖直,重锤紧靠在下边的限位孔处,先开启电源使打点计时器工作,然后放手使纸带在重锤的带动下自由下落,结果打点计时器在纸带上打下一系列点,利用打了点的纸带来计算重力所做的功与动能变化量的定量关系。
②如何计算重力所做的功和动能的变化量
【师生探讨】:在纸带上取两个合适的点(如下图中纸带上的B点和E点),用刻度尺测出这两点间的距离,根据功的定义可知:,采用求平均速度的方法求出打点计时器打B、E两点时,重锤的速度vB和vE,再根据动能的计算式计算打B、E两点时的动能及其动能的差值
③需要测量和记录哪些实验数据:(实验后由学生用图示方式板书出来)

④如何设计记录数据的表格:(学生板书并填入实验记录的数据)
SBE
SAC
SDF
tAC
tDF
 
 
 
 
 
㈢操作实验,测量和记录实验数据。
㈣数据处理表格:(学生板书并填入数据处理结果)
   
    




 
 
 
 
 
 
㈤处理实验数据,比较得出实验结论:
【生】:通过数据处理可知:重力所做的功与物体动能的改变量在误差允许的范围内是相等的。
  请你在“㈣数据处理表格:”中,补写出的表达式

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