【題目】已知萬有引力常量為G,在太陽系中有一顆行星,半徑為R,若在該星球表面以初速度v0豎直上拋一物體,則該物體上升的最大高度為H.已知該物體所受的其他力與行星對它的萬有引力相比較可忽略不計.則根據這些條件,可以求出的物理量是( )
A.該行星的密度
B.該行星的自轉周期
C.該星球的第一宇宙速度
D.該行星附近運行的衛星的最小周期
【答案】A,C,D
【解析】解:A、在該星球表面以初速度v0豎直上拋出一物體,則該物體上升的最大高度為H.
由v02=2gH,
根據mg=G 知,該行星的質量M,V=
R3 , 則行星的密度為:ρ=
,故A正確;
B、行星的自轉周期與行星的本身有關,根據題意無法求出,故B錯誤.
C、根據mg=m ,得該星球的第一宇宙速度為:v=
,故C正確.
D、根據T=2 知行星附近運行的衛星的最小周期就是在該星球表面附近繞該星球做勻速圓周運動的周期,故D正確.
故選:ACD
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解萬有引力定律及其應用的相關知識,掌握應用萬有引力定律分析天體的運動:把天體的運動看成是勻速圓周運動,其所需向心力由萬有引力提供.即 F引=F向;應用時可根據實際情況選用適當的公式進行分析或計算.②天體質量M、密度ρ的估算.
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【題目】豎直平面內有一直角形內徑處處相同的細玻璃管,A端封閉,C端開口,最初AB段處于水平狀態,中間有一段水銀將氣體封閉在A端,各部分尺寸如圖所示,外界大氣壓強p0=75 cmHg.
①若從C端緩慢注入水銀,使水銀與端管口平齊,需要注入水銀的長度為多少?
②若在豎直平面內將玻璃管順時針緩慢轉動90°,最終AB段處于豎直,BC段處于水平位置時,封閉氣體的長度變為多少?(結果保留三位有效數字)
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【題目】如圖甲所示,是研究小車做勻變速直線運動規律的實驗裝置,打點計時器所接的交流電源的頻率為f =50Hz,試問:
(1)實驗中,必要的措施是________.
A.細線必須與長木板平行
B.小車必須具有一定的初速度
C.小車質量遠大于鉤碼質量
D.必須平衡小車與長木板間的摩擦力
(2)如圖乙所示,A、B、C、D、E、F、G是剛打好的紙帶上7個連續的點.從圖乙中可讀得s6=________cm,計算F點對應的瞬時速度的表達式為vF=_________.
(3)如圖丙所示,是根據實驗數據畫出的v2-2s圖線(v為各點的速度大。蓤D線可知小車運動的加速度為_________.(保留2位有效數字)
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【題目】如圖(甲)所示,質量m=2kg的物體在水平面上向右做直線運動.過P點時給物體作用一個水平向左的恒力F并開始計時,選取水平向右為速度的正方向,通過速度傳感器測出物體的瞬時速度,所得vt圖象如圖(乙)所示.取重力加速度為g=10m/s2 . 求:
(1)物體在0~4s內和4~10s內的加速度a1、a2的大小;
(2)力F的大小和物體與水平面間的動摩擦因數μ;
(3)10s末物體離P點的距離.
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【題目】在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質量M間的關系時,采用如圖a所示的實驗裝置.小車及車中的砝碼質量用M表示,盤及盤中的砝碼質量用m表示.
(1)若已平衡好摩擦,在小車做勻加速直線運動過程中繩子拉力T=_____,當M與m的大小關系滿足_____時,才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力.
(2)某一組同學先保持盤及盤中的砝碼質量m一定來做實驗,其具體操作步驟如下,以下做法正確的是_____.
A.平衡摩擦力時,應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上
B.每次改變小車的質量時,需要重新平衡摩擦力
C.實驗時,先接通打點計時器的電源,再放開小車
D.用天平測出m以及小車質量M,小車運動的加速度可直接用公式a=求出
(3)某小組同學保持小車及車中的砝碼質量M一定,探究加速度a與所受外力F的關系,由于他們操作不當,這組同學得到的a﹣F關系圖象如圖b所示,其原因是:_____
(4)圖c是某次實驗中得到的紙帶.已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz,每相鄰兩個計數點間還有4個點未畫出,求出小車下滑的加速度為_____rn/s2.(結果保留三位有效數字)
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【題目】如圖所示,在勻速轉動的水平圓盤上,沿半徑方向放著用細繩相連的質量均為m的兩個物體A和B,它們分居圓心兩側,與圓心距離分別為RA=r,RB=2r,與盤間的動摩擦因數μ相同,當圓盤轉速緩慢加快到兩物體剛好要發生滑動時,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則下列說法正確的是
A. 此時繩子張力為3μmg
B. 此時A所受摩擦力方向沿半徑指向圓內
C. 此時圓盤的角速度為
D. 此時燒斷繩子,A仍相對盤靜止,B將做離心運動
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【題目】宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球,經過時間t小球落回原處;若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球,需經過時間5t小球落回原處.(取地球表面重力加速度g=10m/s2 , 空氣阻力不計)
(1)求該星球表面附近的重力加速度g′;
(2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星:R地=1:4,求該星球的質量與地球質量之比M星:M地 .
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【題目】如圖所示,在光滑水平面內建立直角坐標系xOy,一質點在該平面內O點受大小為F的力作用從靜止開始做勻加速直線運動,經過t時間質點運動到A點,A、O兩點距離為a,在A點作用力突然變為沿y軸正方向,大小仍為F,再經t時間質點運動到B點,在B點作用力又變為大小等于4F、方向始終與速度方向垂直且在該平面內的變力,再經一段時間后質點運動到C點,此時速度方向沿x軸負方向,下列對運動過程的分析正確的是
A. A、B兩點間距離為a
B. 質點在B點的速度方向與x軸成45°
C. 質點運動到C點時速度大小為
D. 質點運動到A點時速度大小為
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