【题目】质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道做匀速圆周运动.若月球的质量为M,半径为R,表面重力加速度为g,引力常量为G,不考虑月球自转的影响,则航天器的( )
A.线速度v=
B.向心加速度a=
C.角速度ω=
D.运行周期T=2π
【答案】A,D
【解析】解:根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力,有:
F=G = =mω2r=ma
A、航天器的线速度v= ,故A正确
B、航天器的向心加速度a=G ,故B错误
C、不考虑月球自转的影响,万有引力等于重力得出:
G m=mg
月球表面重力加速度g=
航天器的角速度ω= = ,故C错误
D、运行周期T= =2π ,故D正确.
故选:AD
【考点精析】解答此题的关键在于理解万有引力定律及其应用的相关知识,掌握应用万有引力定律分析天体的运动:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.即 F引=F向;应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.②天体质量M、密度ρ的估算,以及对向心力的理解,了解向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力.
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【题目】如图,平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连,一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间,处于静止状态.现保持右极板不动,将左极板向左缓慢移动.关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T,下列判断正确的是( )
A.F逐渐减小,T逐渐减小
B.F逐渐增大,T逐渐减小
C.F逐渐减小,T逐渐增大
D.F逐渐增大,T逐渐增大
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【题目】如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔,质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零(空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g),求:
(1)小球到达小孔处的速度;
(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;
(3)小球从开始下落运动到下极板处的时间.
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【题目】某同学用游标卡尺分别测量金属圆管的内、外壁直径,游标卡尺的示数分别如图(a)和图(b)所示.
由图可读出,圆管内壁的直径为cm,圆管外壁的直径为cm;由此可计算出金属圆管横截面的面积.
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【题目】[选修3-3]
(1)关于布朗运动,下列说法正确的是( )
A.布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动
B.液体温度越高,液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈
C.在液体中的悬浮颗粒只要大于某一尺寸,都会发生布朗运动
D.液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子永不停息地做无规则运动
E.液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的
(2)一粗细均匀的U形管ABCD的A端封闭,D端与大气相通.用水银将一定质量的理想气体封闭在U形管的AB一侧,并将两端向下竖直放置,如图所示.此时AB侧的气体柱长度l1=25cm.管中AB、CD两侧的水银面高度差h1=5cm.现将U形管缓慢旋转180°,使A、D两端在上,在转动过程中没有水银漏出.已知大气压强p0=76cmHg.求旋转后,AB、CD两侧的水银面高度差.
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【题目】质量为1 kg的物体从离地面1.5 m高处以速度10 m/s抛出,不计空气阻力,若以地面为零势能面,物体的机械能是J,落地时的机械能是J;若以抛出点为零势能面,物体的机械能是J,落地时的机械能是J.(g取10 m/s2)
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【题目】火星和地球绕太阳的运动可以近似看做为同一平面内同方向的匀速圆周运动,已知火星的轨道半径r火=1.5×1011 m,地球的轨道半径r地=1.0×1011 m,从如图所示的火星与地球相距最近的时刻开始计时,估算火星再次与地球相距最近需多少地球年?(保留两位有效数字)
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【题目】用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律.
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否
等于增加的动能.
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的空行内,并说明其原因.
答:
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图所示,根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出A距起始点O的距离为s0 , 点AC间的距离为s1 , 点CE间的距离为s2 , 使用交流电的频率为f,根据这些条件计算重锤下落的加速度 .
(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是 . 试用这些物理量和纸带上的数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F= .
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