4．一宇航員抵達(dá)半徑為R的星球表面后，做了如下實(shí)驗(yàn)，取一細(xì)線穿過光滑的細(xì)直管，細(xì)線一端栓一質(zhì)量為m的砝碼，另一端連在一固定的測(cè)力計(jì)上，手握細(xì)直管掄動(dòng)砝碼，使它在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．如圖所示，觀察測(cè)力計(jì)，當(dāng)砝碼運(yùn)動(dòng)到圓周的最低點(diǎn)時(shí)，讀數(shù)為F1；當(dāng)砝碼運(yùn)動(dòng)到圓周的最高點(diǎn)時(shí)，讀數(shù)為F2．求：該星球表面的重力加速度．

分析 細(xì)線對(duì)砝碼的拉力與砝碼所受合力提供砝碼做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律列方程可以求出星球表面的重力加速度．

解答 解：設(shè)砝碼圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為L，據(jù)牛頓第二定律：
在最低點(diǎn)：F1-mg=m$\frac{{v}_{1}^{2}}{L}$  ①，
在最高點(diǎn)：F2+mg=m$\frac{{v}_{2}^{2}}{L}$  ②，
由最高點(diǎn)到最低點(diǎn)由動(dòng)能定理得：
$\frac{1}{2}$mv12-$\frac{1}{2}$mv22=mg×2L  ③，
解得：g=$\frac{{F}_{1}-{F}_{2}}{6m}$；
答：該星球表面的重力加速度為$\frac{{F}_{1}-{F}_{2}}{6m}$．

點(diǎn)評(píng) 知道繩子拉力與重力的合力提供向心力，應(yīng)用向心力公式列方程，熟練應(yīng)用動(dòng)能定理，知道在星球表面物體受到的重力等于萬有引力，即可正確解題．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．P是一長度為L=0.64m的固定在水平地面上的絕緣平板，擋板R固定在平板的右端．整個(gè)空間有一個(gè)平行于PR的勻強(qiáng)電場(chǎng)E，在板的右半部分有一個(gè)垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)的寬度為d=0.32m．一個(gè)質(zhì)量m=0.50×10-3Kg、帶電荷量q=5×10-2C的小物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），從板的左端由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，從D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)．當(dāng)物體碰到擋板R后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)（不計(jì)撤掉電場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的影響），物體返回時(shí)在磁場(chǎng)中仍做勻速運(yùn)動(dòng)，離開磁場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)，停在C點(diǎn)，PC=$\frac{L}{4}$．若物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，取g=10m/s2．
（1）判斷電場(chǎng)的方向及物體帶正電還是帶負(fù)電；   
（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�
（3）求物體與擋板碰撞過程中損失的機(jī)械能．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

14．用一個(gè)標(biāo)有額定電壓為12V的燈泡做實(shí)驗(yàn)，測(cè)得燈絲電阻隨燈泡兩端的電壓變化關(guān)系圖線如圖所示．求：
（1）在正常發(fā)光下，燈泡的電功率=18W
（2）設(shè)燈絲電阻與絕對(duì)溫度成正比，室溫為300K（K為絕對(duì)溫度的單位），求正常發(fā)光條件下燈絲的溫度T=2400K
（3）當(dāng)合上開關(guān)后，需要0.5s燈泡才能達(dá)到正常亮度，電流的最大值I=12A
（4）將一定值電阻與燈泡串聯(lián)后接到20V電壓上，要使燈泡能正常發(fā)光，串聯(lián)的電阻R=5.33Ω

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

11．內(nèi)壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為R，固定在豎直平面內(nèi)，一根長度為$\sqrt{2}$R的輕桿，一端固定有質(zhì)量為m的小球甲，另一端固定有質(zhì)量為2m的小球乙，將兩小球放入凹槽內(nèi)，小球乙位于凹槽的最低點(diǎn)，如圖所示．由靜止釋放后（　�。�
A．下滑過程中甲球減少的機(jī)械能總小于乙球增加的機(jī)械能
B．下滑過程中甲球減少的重力勢(shì)能總等于乙球增加的重力勢(shì)能
C．甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點(diǎn)
D．桿從右向左滑回時(shí)，乙球一定能回到凹槽的最低點(diǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

18．如圖所示，一條小船在河中向正東方向行駛，船上掛起一風(fēng)帆，帆受到側(cè)向風(fēng)作用，風(fēng)力大小F1為100N，方向向東偏南30°，為了使船受到的合力能沿正東方向，岸上一人用一根細(xì)繩拉船，問人至少要用多大的力？方向如何？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

9．關(guān)于萬有引力定律，下列說法中正確的是（　　）
A．萬有引力定律是卡文迪許利用扭秤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的
B．萬有引力定律是牛頓在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的
C．萬有引力定律只是嚴(yán)格適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間
D．公式F=$\frac{G{m}_{1}{m}_{2}}{{r}^{2}}$中的r是指兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離或兩個(gè)均勻球體的球心間的距離

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)痕進(jìn)行測(cè)量．即驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

（1）下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：
A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件；
B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的額“直流輸出”上；
C．用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量；
D．釋放懸掛紙帶的夾子，同時(shí)接通電源開關(guān)打出一條紙帶；
E．測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；
F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．
其中沒有必要進(jìn)行的或者操作不當(dāng)?shù)氖荁CD．
（2）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量m=1kg的重錘自由下落，在紙帶上打出了一系列的點(diǎn)，如圖2所示，相鄰記數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s，長度單位是cm，g取9.8m/s2．求：
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下記數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度VB=3.89m/s（保留三位有效數(shù)字）；
②從點(diǎn)O到打下記數(shù)點(diǎn)B的過程中，物體重力勢(shì)能的減小量△EP=7.62 J．動(dòng)能的增加量△EK=7.57 J（保留三位有效數(shù)字）；
③根據(jù)題中提供的條件，可求出重錘實(shí)際下落的加速度a=9.75m/s2．（保留三位有效數(shù)字）
（3）即使在實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測(cè)量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下，該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的△EP也一定略大于△EK，這是實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果，試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因．存在摩擦阻力．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．如圖所示，傾角為30°的光滑斜面的下端有一水平傳送帶，傳送帶正以6m/s速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向如圖所示．一個(gè)質(zhì)量為m的物體（物體可以視為質(zhì)點(diǎn)），從h=3.2m高處由靜止沿斜面下滑，物體經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)，不管是從斜面到傳送帶還是從傳送帶到斜面，都不計(jì)其速率變化．物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，物體向左最多能滑到傳送帶左右兩端AB的中點(diǎn)處，重力加速度g=10m/s2，則：
（1）物體由靜止沿斜面下滑到斜面末端需要多長時(shí)間？
（2）傳送帶左右兩端AB間的距離LAB為多少？
（3）如果將物體輕輕放在傳送帶左端的B點(diǎn)，它沿斜面上滑的最大高度為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

14．下列敘述正確的是（　�。�
A．物體在恒力作用下不可能作曲線運(yùn)動(dòng)
B．物體在變力作用下不可能作直線運(yùn)動(dòng)
C．物體在恒力作用下可能作曲線運(yùn)動(dòng)
D．物體在變力作用下不可能作直線運(yùn)動(dòng)

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