14.質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時,引力勢能可表示為Ep=-$\frac{GMm}{r}$,其中G為引力常量,M為地球質(zhì)量.已知地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g.某衛(wèi)星原來在半徑為rl的軌道上繞地球做勻速圓周運動,由于受到極稀薄空氣的摩擦作用,飛行一段時間后其圓周運動的半徑變?yōu)閞2,則此過程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為(  )
A.mgR2($\frac{1}{{r}_{2}}$-$\frac{1}{{r}_{1}}$)B.mgR2($\frac{1}{{r}_{1}}$-$\frac{1}{{r}_{2}}$)C.$\frac{mg{R}^{2}}{2}$($\frac{1}{{r}_{2}}$-$\frac{1}{{r}_{1}}$)D.$\frac{mg{R}^{2}}{2}$($\frac{1}{{r}_{1}}$-$\frac{1}{{r}_{2}}$)

分析 求出衛(wèi)星在半徑為R1圓形軌道和半徑為R2的圓形軌道上的動能,從而得知動能的減小量,通過引力勢能公式求出勢能的增加量,根據(jù)能量守恒求出熱量.

解答 解:衛(wèi)星做勻速圓周運動,由地球的萬有引力提供向心力,即$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{r}$,則軌道半徑為r1時:$G\frac{Mm}{{{r}_{1}}^{2}}=m\frac{{{v}_{1}}^{2}}{{r}_{1}}$,依題意其引力勢能為${E}_{P1}=-\frac{GMm}{{r}_{1}}$,
軌道半徑為r2時:$G\frac{Mm}{{{r}_{2}}^{2}}=m\frac{{{v}_{2}}^{2}}{{r}_{2}}$,引力勢能為${E}_{P2}=-\frac{GMm}{{r}_{2}}$,
設摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q,根據(jù)能量守恒定律得:$\frac{1}{2}m{{v}_{1}}^{2}+{E}_{P1}=\frac{1}{2}m{{v}_{2}}^{2}+{E}_{P2}+Q$
聯(lián)立得:Q=$\frac{mg{R}^{2}}{2}$($\frac{1}{{r}_{2}}$-$\frac{1}{{r}_{1}}$),故C正確.
故選:C

點評 本題是信息題,要讀懂引力勢能的含義,建立衛(wèi)星運動的模型,根據(jù)萬有引力定律和圓周運動的知識、能量守恒定律結合求解.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.如圖所示,質(zhì)量為M=2kg的長木板,長為L=2m,上表面光滑,在其右端放一質(zhì)量m=2kg的小滑塊(可視為質(zhì)點),木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,當水平恒力F=12N作用于木板上后,木板由靜止開始運動,共作用4s時間后撤去外力F,求:
(1)小滑塊離開木板時木板的速度多大;
(2)力F對木板所做的功;
(3)木板最終靜止時,滑塊距木板左端的距離.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.如圖所示電路中,閉合開關S,將R1的滑動觸頭向右移動一些,電壓表V1、V2的示數(shù)變化,下列敘述正確的是(  )
A.V1變小 V2變大B.V1變小 V2變小C.V1變大 V2變小D.V1變大 V2變大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.某點電荷和金屬圓環(huán)間的電場線分布如圖所示.下列說法正確的是( 。
A.b點的電勢低于a點的電勢
B.若將一正試探電荷由a點移到b點,電場力做負功
C.c點的電場強度與d點的電場強度大小無法判斷
D.若將一正試探電荷從d點由靜止釋放,電荷將沿著電場線由d到c

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.實驗室有以下器材:
A.一滿偏電流為300A的電流計,它有兩檔內(nèi)阻的正接線柱,G0檔對應內(nèi)阻為100Ω、G1檔對應內(nèi)阻為2.5kΩ.
B.電壓表量程3V,內(nèi)阻約10kΩ;
C.電源電動勢3V
D.滑動變阻器“50,1A”;
E.導線、開關若干

(1)現(xiàn)使用伏安法測阻值約2k的電阻,則測量電路部分應選圖2中的甲(填“甲”或“乙”)電路圖,考慮電壓表讀數(shù)誤差要求,電流計應選G1檔(填“G1”或“G0”).
(2)由滑動變阻器規(guī)格可知,控制電路應設計成分壓接法較為合適(填“限流”或“分壓”).
(3)如圖3電流計讀數(shù)為250μA,若電壓表讀數(shù)為1.12V,則該被測電阻阻值為1.98×103Ω.(保留3位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.關于能的轉化和守恒以下結論正確的是( 。
A.功可以全部轉化為熱,而熱不能全部轉化為功
B.滿足能量守恒定律的物理過程都能自發(fā)進行
C.任何條件下,熱量都不會由低溫物體轉移到高溫物體
D.物體的動能和勢能可以相互轉化

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.下列說法中正確的是(  )
A.物體在豎直方向上作勻加速運動時就會出現(xiàn)失重現(xiàn)象
B.物體豎直向下加速運動時會出現(xiàn)失重現(xiàn)象
C.只要物體具有豎直向上加速度,就處于超重狀態(tài),與運動方向和速度大小無關
D.只要物體在豎直方向運動,物體就一定處于超重或失重

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.在如圖所示的遠距離輸電示意圖中,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器,發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變,當用戶負載增加時,下列說法正確的是( 。
A.升壓變壓器的輸出電壓增加
B.降壓變壓器的輸出電壓增加
C.輸電線中的電流增大
D.輸電線的輸電效率(即用戶得到的功率與發(fā)電廠輸出功率的比值)增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.如圖所示,自動卸貨車靜止在水平地面上,車廂在液壓機的作用下,θ角緩慢增大,在貨物相對車廂仍然靜止的過程中,下列說法中正確的是(  )
A.車對地面的壓力變小B.貨物受到的摩擦力變小
C.地面對車的摩擦力增大D.貨物對車廂壓力變小

查看答案和解析>>

同步練習冊答案