【题目】如图所示,质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动,星球A和B两者中心之间距离为L。已知A、B和O三点始终共线,A和B分别在O的两侧。引力常量为G。
(1)求两星球做圆周运动的周期;
(2)在地月系统中,若忽略其他星球的影响,可以将月球和地球看成上述星球A和B,月球绕其轨道中心运行的周期记为T1.但在近似处理问题时,常常认为月球是绕地心做圆周运动的,这样算得的运行周期记为T2。求T2与T1两者平方之比。
【答案】(1) (2)
【解析】试题分析:双星问题中,A和B绕O做匀速圆周运动,它们之间的万有引力提供各自的向心力,A和B有相同的角速度和周期,结合牛顿第二定律和万有引力定律即可求出运动的周期和T2与T1两者平方之比。
(1)A和B绕O做匀速圆周运动,它们之间的万有引力提供向心力,则A和B的向心力相等。且A、B和O始终共线,说明A和B有相同的角速度和周期。
因此有F=mω2r=Mω2R
半径关系为:r+R=L
联立解得:R=,r=
对A星球根据牛顿第二定律和万有引力定律得
解得:T=。
(2)将地月看成双星,由(1)所求有:T1=
将月球看做绕地心做圆周运动,根据牛顿第二定律和万有引力定律得:
解得:T2=
所以T2与T1的平方比值为:
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【题目】某同学想要描绘标有“3.6V 1.08 W”字样小灯泡L的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整.可供该同学选用的器材除开关、导线外,还有:
A.电压表V1(0~3V,内阻等于3kΩ)
B.电压表V2(0~15V,内阻等于15kΩ)
C.电流表A1(量程350mA,内阻约为1Ω)
D.电流表A2(量程150mA,内阻约为2Ω)
E.滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器R2(0~200Ω,额定电流0.5A)
G.定值电阻R(阻值等于1kΩ)
H.电源E(E=4.5 V,内阻不计)
(1)在上述器材中,滑动变阻器应选_____,电压表应选___,电流表应选______.(填写器材前的字母代号)
(2)请在虚线框中画出实验电路图________________________;
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【题目】某实验小组在实验室探究匀变速运动规律时,获取一条做匀减速直线运动的小车牵引的纸带,打点计时器使用交流电源的频率是50Hz,由纸带上打出的某一点开始,每5个点剪下一段纸带,按如图所示,使每一条纸带下端与x轴重合,左边与y轴平行,将纸带贴在直角坐标系中,则:
(1)打点计时器正常工作时,打点的时间间隔取决于_____.
A.交流电压的高低 B.墨粉纸盘的大小
C.纸带的长度 D.交流电的频率
(2)为减小实验误差,通常采取隔相同点取计数点的方法,如上述实验小组,其选取的相邻两计数点之间的时间间隔为_____.
(3)在第二条纸带内中间时刻的速度是______m/s;(计算结果保留两位有效数字)
(4)由上述数据可知小车运动的加速度是_____ m/s2(计算结果保留两位有效数字)
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【题目】如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行.初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t图象(以地面为参考系)如图乙所示.已知v2>v1,则( )
A. t2时刻,小物块离A处的距离达到最大
B. t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C. 0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D. 0~t3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
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【题目】如图所示,物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点。每隔0.2s钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据。(重力加速度g=10m/s2)求:
t(s) | 0.0 | 0.2 | 0.4 | … | 0.8 | 1.0 | … |
v(m/s) | 0.0 | 1.2 | 2.4 | … | 1.8 | 1.0 | … |
(1)物体在斜面和水平面上运动的加速度;
(2)t=1.5 s时间内物体在水平面上滑行的距离。
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【题目】目前有一种磁强计,用于测定地磁场的磁感应强度.磁强计的原理如右图所示,电路有一段金属导体,它的横截面是宽为a、高为b的长方形,放在沿y轴正方向的匀强磁场中,导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流.已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电荷量为e,金属导电过程中,自由电子所做的定向移动可视为匀速运动.两电极M、N均与金属导体的前后两侧接触,用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U.则磁感应强度的大小和电极M、N的正负为( )
A. ,M正、N负 B. ,M正、N负
C. ,M负、N正 D. ,M负、N正
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【题目】如图所示,洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水,下列说法中错误的是( )
A. 脱水过程中,衣物是紧贴桶壁的
B. 水会从桶中甩出是因为水滴受到的向心力很大的缘故
C. 加快脱水桶转动角速度,脱水效果会更好
D. 靠近中心的衣物的脱水效果不如周边的衣物的脱水效果好
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【题目】如图所示,和为平行的虚线,上方和下方都是垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场, AB两点都在上。带电粒子从A点以初速与成斜向上射出,经过偏转后正好过B点,经过B点时速度方向也斜向上,不计重力。下列说法中正确的是( )
A. 带电粒子经过B点时的速度一定跟在A点的速度相同;
B. 若将带电粒子在A点时的初速度变大(方向不变),它仍能经过B点;
C. 若将带电粒子在A点时的初速度方向改为与成角斜向上,它就不一定经过B点;
D. 粒子一定带正电荷;
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【题目】如图所示,一个人用一根长1 m、只能承受74 N拉力的绳子,拴着一个质量为1 kg的小球,在竖直平面内做圆周运动,已知圆心O离地面的高度为h=6 m。转动中小球在最低点时绳子恰好断了.(g取10 m/s2)
(1)绳子断时小球运动的角速度为多大?
(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离是多少?
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