已知地球半径为R.地球表面重力加速度为g.不考虑地球自转的影响. (1) 推到第一宇宙速度v1的表达式, (2) 若卫星绕地球做匀速圆周运动.运行轨道距离地面高度为h.求卫星的运行周期T. [解析] (1)设卫星的质量为m,地球的质量为M, 在地球表面附近满足 得 ① 卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力 ② ①式代入②式.得到 (2)考虑式.卫星受到的万有引力为 ③ 由牛顿第二定律 ④ ③.④联立解得 12.2008年12月.天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座A* 的质量与太阳质量的倍数关系.研究发现.有一星体S2绕人马座A*做椭圆运动.其轨道半长轴为9.50102天文单位(地球公转轨道的半径为一个天文单位).人马座A*就处在该椭圆的一个焦点上.观测得到S2星的运行周期为15.2年. (1) 若将S2星的运行轨道视为半径r=9.50102天文单位的圆轨道.试估算人马座A*的质量MA是太阳质量Ms的多少倍, (2) 黑洞的第二宇宙速度极大.处于黑洞表面的粒子即使以光速运动.其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚.由于引力的作用.黑洞表面处质量为m的粒子具有势能为Ep=-G(设粒子在离黑洞无限远处的势能为零).式中M.R分别表示黑洞的质量和半径.已知引力常量G=6.710-11N·m2/kg2.光速c=3.0108m/s.太阳质量Ms=2.01030kg.太阳半径Rs=7.0108m.不考虑相对论效应.利用上问结果.在经典力学范围内求人马座A*的半径RA与太阳半径之比应小于多少(结果按四舍五入保留整数). 答案(1).(2) [解析]本题考查天体运动的知识.其中第2小题为信息题.如“黑洞 “引力势能 等陌生的知识都在题目中给出.考查学生提取信息.处理信息的能力.体现了能力立意. (1)S2星绕人马座A*做圆周运动的向心力由人马座A*对S2星的万有引力提供.设S2星的质量为mS2.角速度为ω.周期为T.则 ① ② 设地球质量为mE.公转轨道半径为rE.周期为TE.则 ③ 综合上述三式得 式中 TE=1年 ④ rE=1天文单位 ⑤ 代入数据可得 ⑥ (2)引力对粒子作用不到的地方即为无限远.此时料子的势能为零.“处于黑洞表面的粒子即使以光速运动.其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚 .说明了黑洞表面处以光速运动的粒子在远离黑洞的过程中克服引力做功.粒子在到达无限远之前.其动能便减小为零.此时势能仍为负值.则其能量总和小于零.则有 ⑦ 依题意可知 . 可得 ⑧ 代入数据得 ⑨ ⑩ 机械能 动量 动量守恒定律的应用 8.游乐场中的一滑梯如图3所示.小朋友从轨道顶端由静止开始下滑.沿水平轨道滑动了一段距离后停下来.则 A.下滑过程中支持力对小朋友做功 B.下滑过程中小朋友的重力势能增加 C.整个运动过程中小朋友的机械能守恒 D.在水平华东过程中摩擦力对小朋友做负功 答案.D [解析]在滑动的过程中,人受三个力重力做正功,势能降低B错,支持力不做功,摩擦力做负功,所以机械能不守恒,AC皆错.D正确. 9.物体在合外力作用下做直线运动的图像如图4所示 A.在0-1s内.合外力做正功 B.在0-2s 内.合外力总是做负功 C.在1-2s 内.合外力不做功 D.在0-3s内.合外力总是做正功 答案.A [解析]根据物体的速度图象可知,物体0-1s内做匀加速合外力做正功,A正确.1-3s内做匀减速合外力做负功.根据动能定理0到3s内,1-2s内合外力做功为零.. 21.水平地面上有一木箱.木箱与地面之间的动摩擦因数为.现对木箱施加一拉力F.使木箱做匀速直线运动.设F的方向与水平面夹角为.如图.在从0逐渐增大到90°的过程中.木箱的速度保持不变.则 A.F先减小后增大 B.F一直增大 C.F的功率减小 D.F的功率不变 答案AC. [解析]由于木箱的速度保持不变.因此木箱始终处于平衡状态.受力分析如图所示.则由平衡条件得:.两式联立解得.可见F有最小值.所以F先减小后增大.A正确,B错误,F的功率.可见在从0逐渐增大到90°的过程中tan逐渐增大.则功率P逐渐减小.C正确.D错误. 17. 质量为m的物体静止在光滑水平面上.从t=0时刻开始受到水平力的作用.力的大小F与时间t的关系如图所示.力的方向保持不变.则 A.时刻的瞬时功率为 B.时刻的瞬时功率为 C.在到这段时间内.水平力的平均功率为 D. 在到这段时间内.水平力的平均功率为 答案BD. [解析]0-2t0 内物体的加速度为.2t0 时刻的速度为.在3t0时刻的瞬时速度.则时刻的瞬时功率为.A错误,B正确,在到这段时间内.由动能定理可得.则这段时间内的平均功率.D正确. (09海南卷)7.一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动.合外力方向不变.大小随时间的变化如图所示.设该物体在和时刻相对于出发点的位移分别是和.速度分别是和.合外力从开始至时刻做的功是.从至时刻做的功是,则 A. B. C. D.20.以初速度竖直向上抛出一质量为m的小物体.假定物块所受的空气阻力f大小不变.已知重力加速度为g.则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为 A.和 B.和 C.和 D.和 答案A [解析]本题考查动能定理.上升的过程中,重力做负功,阻力做负功,由动能定理得,, 求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重力做功为零,只有阻力做功为有, 解得,A正确 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(10)已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,地球同步卫星的周期为To。另有一颗

轨道在赤道平面内的绕地球自西向东运行的卫星,某时刻该卫星能观察到的赤道弧长最大为? 赤道周长的三分之一。求:

? (1)该卫星的周期。??? ,

? (2)该卫星相邻两次经过地球赤道上同一点的正上空所需的时间。

 

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如图5-1-7所示,火箭内平台上放有测试仪器,火箭从地面启动后,以加速度分式竖直向上匀加速运动,升到某一高度时,测试仪对平台的压力为启动前压力的分.已知地球半径为R,求火箭此时离地面的高度.(g为地面附近的重力加速度)

5-1-7

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(10分)已知地球半径为R,地面重力加速度为g,计算在距地面高为h的圆形轨道上的卫星做匀速圆周运动的线速度v和周期T

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【2013•北京房山区模拟】 已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,万有引力常量为G,不考虑地球自转的影响.

(1)求地球的质量M;

(2)求地球的第一宇宙速度v;

(3)若卫星绕地球做匀速圆周运动且运行周期为T,求卫星距离地面的高度h.

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(04广东卷)( 16分)某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者,他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星,试问,春分那天(太阳光直射赤道)在日落12小时内有多长时间该观察者看不见此卫星?已知地球半径为R,地球表面处的重力加速度为g,地球自转周期为T,不考虑大气对光的折射。

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同步练习册答案