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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的中心和O三点始终共线,A和B分别在O的两侧.引力常数为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为T2.已知地球和月球的质量分别为5.98×1024 kg和7.35×1022 kg.求T2与T1两者平方之比.(结果保留三位小数)
(1)2π (2)1.01
(1)mω2r=Mω2R,r+R=L,联立解得
R=L,r=L
对A根据牛顿第二定律和万有引力定律得
=mL,得T=2π.
(2)将地月看成双星,由(1)得T1=2π
将月球看作绕地心做圆周运动,根据牛顿第二定律和万有引力定律得=m,L化简得T2=2π,所以两种周期的平方比值为=1.01.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)如图歼-15舰载机成功着陆“辽宁号”航母。若歼-15飞机以v0=50m/s的水平速度着陆甲板所受其它水平阻力(包括空气和摩擦阻力)恒为1×105N,歼-15飞机总质量m=2.0×104kg。设歼-15在起、降训练中航母始终静止,取g=10m/s2

(1)飞机着舰后,若仅受水平阻力作用,航母甲板至少多长才能保证飞机不滑到海里?
(2)在阻拦索的作用下,飞机匀减速滑行50m停下,求阻拦索的作用力大小。
(3)“辽宁号”航母飞行甲板水平,但前端上翘,水平部分与上翘部分平滑连接,连接处D点可看作圆弧上的一点,圆弧半径为R=100m,飞机起飞时速度大容易升空,但也并非越大越好。已知飞机起落架能承受的最大作用力为飞机自重的11倍,求飞机安全起飞经过圆弧处D点的最大速度?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一个自由下落的小球,从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度和所受合外力的变化情况为(   )
A.速度一直变小直到零
B.速度先变大,然后变小直到为零
C.合外力一直变小,方向向上
D.合外力先变小后变大,方向先向下后向上

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)如图所示,两根竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨间距为l,导轨上端接有电阻R和一个理想电流表,导轨电阻忽略不计。导轨下部的匀强磁场区域有虚线所示的水平上边界,磁场方向垂直于金属导轨平面向外。质量为m、电阻为r的金属杆MN,从距磁场上边界h处由静止开始沿着金属导轨下落,金属杆进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I。金属杆下落过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知重力加速度为g,不计空气阻力。求:

(1)磁感应强度B的大小;
(2)电流稳定后金属杆运动速度的大小;
(3)金属杆刚进入磁场时,M、N两端的电压大小。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)如图,可看作质点的小物块放在长木板正中间,已知长木板质量为M=4kg,长度为L=2m,小物块质量为m=1kg,长木板置于光滑水平地面上,两物体皆静止。现在用一大小为F的水平恒力作用于小物块上,发现只有当F超过2.5N时,才能让两物体间产生相对滑动。设两物体间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小,重力加速度g=10m/s2,试求:

(1)小物块和长木板间的动摩擦因数。
(2)若一开始力F就作用在长木板上,且F=12N,则小物块经过多长时间从长木板上掉下?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

在如图所示的竖直平面内,物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接,分别静止于倾角θ=37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上,轻绳与对应平面平行.劲度系数k=5 N/m的轻弹簧一端固定在O点,一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连,弹簧处于原长,轻绳恰好拉直,DM垂直于斜面.水平面处于场强E=5×104 N/C、方向水平向右的匀强电场中.已知A、B的质量分别为mA=0.1 kg和mB=0.2 kg,B所带电荷量q=+4×10-6 C.设两物体均视为质点,不计滑轮质量和摩擦,绳不可伸长,弹簧始终在弹性限度内,B电荷量不变.取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.

(1)求B所受静摩擦力的大小;
(2)现对A施加沿斜面向下的拉力F,使A以加速度a=0.6 m/s2开始做匀加速直线运动.A从M到N的过程中,B的电势能增加了ΔEp=0.06 J.已知DN沿竖直方向,B与水平面间的动摩擦因数μ=0.4.求A到达N点时拉力F的瞬时功率.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,物体A和物体B中间夹一竖直轻弹簧,在竖直向上的恒力F作用下,一起沿竖直方向匀加速向上运动.当把外力F突然撤去的瞬间,下列说法正确的是(  )
A.B的速度立刻发生变化,A的速度不变
B.B的加速度立刻发生变化,A的加速度不变
C.A的加速度一定小于重力加速度g
D.B的加速度一定大于重力加速度g

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

F1、F2两力分别作用于同一物体,产生的加速度大小分别为a1=2m/s2和a2=3m/s2,若两力同时作用于该物体,其加速度大小可能为:  
A.4m/s2B.6m/s2C.7m/s2D.9m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

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(1)经多长时间物块甲离开挡板?
(2)从开始到物块甲恰好离开挡板的过程中,作用在乙物块上的力的最大值和最小值分别是多大?

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