3.某人造衛(wèi)星在距離地面的高度為地球半徑Ro的圓形軌道上運(yùn)動,衛(wèi)星軌道平面與赤道平面重合,已知地球表面重力加速度為g.
(1)求出衛(wèi)星繞地球運(yùn)動周期T;
(2)設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期To,該衛(wèi)星繞地旋轉(zhuǎn)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同,則衛(wèi)星連續(xù)兩次經(jīng)過赤道上某固定目標(biāo)正上方的時間是多少?

分析 (1)利用萬有引力提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的向心力,以及在地面上萬有引力等于重力列式,可求解T.
(2)衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動,赤道上固定目標(biāo)隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動,當(dāng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)過的角度與固定目標(biāo)轉(zhuǎn)過的角度之差等于2π時,衛(wèi)星再次出現(xiàn)在固定目標(biāo)上空.

解答 解:對于衛(wèi)星環(huán)繞地心的勻速圓周運(yùn)動,由萬有引力定律及牛頓第二定律有:$\frac{GMm}{{(2{R}_{0})}^{2}}=\frac{m•4{π}^{2}•2{R}_{0}}{{T}^{2}}$,
對地面上的物體由“黃金代換”關(guān)系有:
$mg=G\frac{Mm}{{{R}_{0}}^{2}}$
解得:$T=4π\(zhòng)sqrt{\frac{2{R}_{0}}{g}}$.
(2)由于衛(wèi)星軌道半徑2Ro小于地球同步衛(wèi)星軌道(約等于地球半徑的6.6倍),衛(wèi)星的運(yùn)動周期大于地球自轉(zhuǎn)周期,衛(wèi)星連續(xù)兩次經(jīng)過赤道上某固定目標(biāo)正上方的時間里,地球赤道上某固定目標(biāo)繞地心轉(zhuǎn)過的圈數(shù)比衛(wèi)星繞地心轉(zhuǎn)過的圈數(shù)少一圈,
故有:$\frac{2π}{T}t-\frac{2π}{{T}_{0}}t=2π$ 即:$\frac{t}{T}-\frac{t}{{T}_{0}}=1$
解得:$t=\frac{4π{T}_{0}\sqrt{2{R}_{0}}}{{T}_{0}\sqrt{g}-4π\(zhòng)sqrt{2{R}_{0}}}$
答:(1)衛(wèi)星繞地球運(yùn)動周期T為$4π\(zhòng)sqrt{\frac{2{R}_{0}}{g}}$;
(2)衛(wèi)星連續(xù)兩次經(jīng)過赤道上某固定目標(biāo)正上方的時間是$\frac{4π{T}_{0}\sqrt{2{R}_{0}}}{{T}_{0}\sqrt{g}-4π\(zhòng)sqrt{2{R}_{0}}}$.

點(diǎn)評 本題考查萬有引力定律和圓周運(yùn)動知識的綜合應(yīng)用能力.要理解當(dāng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)過的角度與建筑物轉(zhuǎn)過的角度之差等于2π時,衛(wèi)星再次出現(xiàn)在固定目標(biāo)上空.

練習(xí)冊系列答案
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13.一足夠高的內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱氣缸豎直地浸在盛有冰水混合物的水槽中,用不計(jì)質(zhì)量的活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,如圖1所示.開始時,氣體的體積為2.0×10-3m3,現(xiàn)緩慢地在活塞上倒上一定量的細(xì)沙,活塞靜止時氣體的體積恰好變?yōu)樵瓉淼囊话,然后將氣缸移出水槽,緩慢加熱,使氣體溫度變?yōu)?37℃(大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa).
(1)求氣缸內(nèi)氣體最終的壓強(qiáng)和體積;
(2)在p-V圖2上畫出整個過程中氣缸內(nèi)氣體的狀態(tài)變化(用箭頭在圖線上標(biāo)出狀態(tài)變化的方向).

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14.質(zhì)量M=2Kg的斜面體放在水平地面上,斜面的傾角為θ=37°,一質(zhì)量為m=0.2Kg的滑塊放在斜面上,現(xiàn)用水平的推力F作用在斜面上,使滑塊與斜面保持相對靜止,一起加速運(yùn)動,若所有的接觸都是光滑的,即μ12=0.問:
(1)水平推力F為多大?
(2)從靜止開始,F(xiàn)作用時間t=4s,水平推力做多少功?

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11.一人乘電梯從1樓到20樓,在此過程中經(jīng)歷了先加速,后勻速,再減速的運(yùn)動過程,則電梯支持力對人做功情況是( 。
A.加速時做正功,勻速時不做功,減速時做負(fù)功
B.加速時做正功,勻速和減速時做負(fù)功
C.加速和勻速時做正功,減速時做負(fù)功
D.始終做正功

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18.宇航員在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動的航天飛機(jī)中,會處于完全失重的狀態(tài),下列說法正確的是( 。
A.宇航員仍受重力作用B.宇航員受力平衡
C.重力正好為向心力D.宇航員不受任何力的作用

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8.關(guān)于物理量或物理量的單位,下列說法正確的是( 。
A.1N/kg=9.8m/s2
B.“m”、“kg”、“s”都是國際單位制中的基本單位
C.后人為了紀(jì)念牛頓,把“牛頓”作為力學(xué)中的基本單位
D.在力學(xué)范圍內(nèi),國際單位制規(guī)定長度、質(zhì)量、速度為三個基本物理量

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15.關(guān)于慣性,下列表述正確的有(  )
A.物體的速度越大,慣性越大B.物體的質(zhì)量越大,慣性越大
C.靜止的物體也有慣性D.太空中的物體沒有慣性

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12.(1)實(shí)驗(yàn)中小車會受到阻力,可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡摩擦力,需要在左(填“左”或“右”)側(cè)墊高木板;
(2)對傾斜角度的要求是,小車無橡皮筋拉時恰能在滑板上勻速直線運(yùn)動;
(3)若粗糙的木板水平,小車在橡皮筋的作用下,當(dāng)小車速度達(dá)到最大時,關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置可能是B.
A.橡皮筋處于原長狀態(tài)  B.橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)
C.小車在兩個鐵釘連線處   D.小車已過兩個鐵釘連線處.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

13.如圖所示為“探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置.
(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線,將電路連接完整
(2)電路正確連接后,閉合電鍵時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向左偏了一下.由此推得閉合電鍵后以下兩種情況:
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