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卡文迪许在实验室中测得引力常量为G=6.7×10﹣11N•m2/kg2.他把这个实验说成是“称量地球的质量”.已知地球半径为6400km,地球表面的重力加速度g=10m/s2.根据万有引力定律和以上给出数据,求:

(1)地球的质量M(此问计算结果保留一位有效数字);

(2)推算地球的第一宇宙速度v1;

(3)已知太阳系的某颗小行星半径为32km,将该小行星和地球都看做质量均匀分布的球体,且两星球的密度相同,试计算该小行星的第一宇宙速度v2.


考点:

万有引力定律及其应用;向心力.

专题:

万有引力定律的应用专题.

分析:

根据地球表面的物体受到的重力等于万有引力=mg,可解得地球的质量M.

第一宇宙速度对应的r=R,由万有引力定律,可得

解答:

解:(1)由万有引力定律

因此

代入数字计算得M=6×1024kg

(2)万有引力充当向心力

得v1=8km/s

(3)行星的第一宇宙速度对应的r=R

由万有引力定律

化简可得

所以

得v2=40m/s

答:(1)地球的质量为6×1024kg;

(2)推算地球的第一宇宙速度为8km/s;

(3)该小行星的第一宇宙速度为40m/s.

点评:

本题要掌握第一宇宙速度的定义,正确利用万有引力公式列出第一宇宙速度的表达式;同时注意认真审题,如题目中小行星的半径为32km,不要误认为直径是32km.

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


某物体运动的速度时间图像如图1示,根据图像可知 (  )

A.0-2s内的加速度为1m/s2

B.0-5s内的位移为10m

C.第1s内与第5s内的速度方向相反

D.第1s末与第5s末加速度方向相同

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科目:高中物理 来源: 题型:


现代采煤方法中,有一种方法是用高压水流将煤层击碎而将煤采下,水流从高压水枪中射出,喷射速度很大,水流能将煤层击碎是因为水流(  )

A.有很大的动能

B.有很大的动量

C.和煤层接触时有很大的动量变化

D.和煤层接触时单位面积上的动量变化率很大

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,原长为L1的橡皮绳与长为L2的细棉绳的一端都固定在O点,另一端分别系两个相同的小球P和Q,L1<L2.现将两绳都拉直,处于水平位置,且恰好都没有拉力,然后由静止释放.当橡皮绳和细棉绳各自第一次摆至O点正下方M点时,橡皮条和细棉绳的长度均为L2.不计空气阻力和橡皮条与细棉绳的质量.下列判断正确的是(  )

 

A.

两小球第一次通过O点正下方时的机械能相同

 

B.

P球通过M点时的速度较大

 

C.

Q球通过M点时的动能较大

 

D.

上述过程橡皮绳和细棉绳对小球都不做功

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,P、Q两物块质量均为m,用轻弹簧相连,竖直放置在水平面上,处于静止状态.现对P施加竖直向上的拉力F,P缓慢上升h时Q对水平面的压力恰好为零.下列说法正确的有(  )

 

A.

弹簧的劲度系数为

B.

弹簧的劲度系数为

 

C.

上述过程拉力做的功为Fh

D.

上述过程拉力做的功为mgh

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科目:高中物理 来源: 题型:


一质量为m的人站在电梯中,电梯加速上升,加速度的大小为g,g为重力加速度.人对电梯底部的压力为(  )

 

A.

mg

B.

2mg

C.

mg

D.

mg

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科目:高中物理 来源: 题型:


质点沿螺旋线自外向内运动,如图所示,已知其走过的弧长s与时间t的一次方成正比,则关于该质点的运动下列说法正确的是(  )

 

A.

小球运动的线速度越来越大

B.

小球运动的加速度越来越大

 

C.

小球运动的角速度越来越大

D.

小球所受的合外力越来越小

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,ABCD为匀强电场中相邻的四个等势面,相邻等势面间距离为3cm.一个电子仅受电场力垂直经过电势为零的等势面D时,动能为9eV(电子伏),到达等势面A时速度恰好为零.则下列说法中正确的是(   )

   A.场强方向从A指向D

   B.匀强电场的场强为100 V/m

   C.电子经过等势面C时,电势能大小为9 eV

   D.电子在上述等势面间运动的时间之比为1:3:5

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科目:高中物理 来源: 题型:


一个绝缘的刚性细圆环水平放在平面上,半径为R,质量为m,只能绕竖直轴O自由转动,圆环沿圆周均匀带电,电荷量为+Q,在A点剪下一个小缺口,其空隙长度为l(l<<R)。开始时圆环静止不动,现加一个匀强电场E,让E既垂直于轴O,又垂直于OA,如图所示,则(忽略剪下小缺口的质量)

A.加电场后的瞬间圆环将沿逆时针转动

B.加电场后的瞬间圆环将沿顺时针转动

C.圆环转动的最大线速度为

D.圆环转动的最大角速度为

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