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质量为m的登月器与航天飞机连接在一起,随航天飞机绕月球做半径为3R( R为月球半...

质量为m的登月器与航天飞机连接在一起,随航天飞机绕月球做半径为3R( R为月球半径)的圆周运动。当它们运行到轨道的A点时,登月器被弹离, 航天飞机速度变大,登月器速度变小且仍沿原方向运动,随后登月器沿椭圆登上月球表面的B点,在月球表面逗留一段时间后,经快速起动仍沿原椭圆轨道回到分离点A与航天飞机实现对接。若物体只受月球引力的作用,月球表面的重力加速度用g表示,已知科学研究表明,天体在椭圆轨道上运行的周期的平方与轨道半长轴的立方成正比。求:

(1)月球的第一宇宙速度是多少?

(2)登月器与航天飞机一起在圆周轨道上绕月球运行的周期是多少?

(3)若登月器被弹射后,航天飞机的椭圆轨道长轴为8R,则为保证登月器能顺利返回A点,登月器可以在月球表面逗留的时间是多少?

 

(1)(2)(3)(其中,n=1、2、3、…) 【解析】(1)假设登月器在近地轨道运动则有① 在月球表面的物体所受重力近似等于万有引力, 即: ② 联立①②解得。 (2)设登月器和航天飞机在半径的轨道上运行时的周期为T, 因其绕月球作圆周运动,所以应用牛顿第二定律有: ③ 在月球表面的物体所受重力近似等于万有引力, 即④ 联立③④解得: 。 (3)设登月器在小椭圆轨道运行的周期是,航天飞机在大椭圆轨道运行的周期是 对登月器和航天飞机依据开普勒第三定律分别有: ⑤ ⑥ 为使登月器仍沿原椭圆轨道回到分离点与航天飞机实现对接,登月器可以在月球表面逗留的时间t应满足: (其中, ) ⑦ 联立③④⑤⑥得: (其中, )。
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考点分析:
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一宇航员站在某星球表面上将一质量为m的物体挂在一弹簧上称量,静止时得到弹簧秤的读数为F,已知该星球的半径为R,引力常量为G

(1)求该星球的质量;

(2)如果在该星球表面上将一物体水平抛出,要使抛出的物体不再落回星球,则抛出的水平速度至少多大(该星球没有空气)

 

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如图所示,一光滑的半径为R=1.6m的半圆形轨道放在水平面上,一个质量为m=2Kg的小球以某一速度冲上轨道,当小球将要从轨道口飞出时,轨道的压力恰好为零,(1)求小球在最高点的速度?

(2)则小球落地点CA处多远?

(3)当小球在最高点速度v=10m/s时对最高点的压力是多少?(g=10m/s2

 

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如图所示,传送带与水平面的夹角θ37°,并以v10m/s的速率逆时针转动,在传送带的A端轻轻地放一小物体.若已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ0.5,传送带A端到B端的距离L16m,则小物体从A端运动到B端所需的时间为多少?(g10m/s2sin 37°0.6cos 37°0.8)

 

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在做研究平抛物体的运动的实验时,通过描点法画出小球平抛运动轨迹,并求出平抛运动初速度。实验装置如图甲所示:

安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是______

A.保证小球飞出时,初速度大小相同        B.保证小球运动的轨迹是同一条抛物线

C.保证小球落地时每次速度都相同    D.保证小球飞出时,初速度水平

关于这个实验,以下说法不正确的是_______

A.每次小球要从同一位置由静止释放 

B.小球释放的初始位置越高越好

C.实验前要用重垂线检查坐标纸上的竖线是否竖直

D.小球的平抛运动要靠近但不接触木板

在实验中,为减少空气阻力对小球的影响,所以选择小球时,应选择下列的 ______

A.塑料球    B.实心小木球    C.实心小铁球    D.以上三种球都可以

如图乙所示,某同学在描绘平抛运动轨迹时,忘记记下斜槽末端位置。图中A点为小球运动一段时间后的位置,他便以A点为坐标原点,建立了水平方向和竖直方向的坐标轴,则根据图像可知小球平抛运动的初速度大小为 _____

 

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如图所示为用力传感器和气垫导轨探究加速度与物体受力的关系实验装置。用力传感器记录滑块受到拉力的大小,在气垫导轨上相距LAB两点各安装一个光电门,在滑块上固定一宽度为d的挡光条:

实验主要步骤如下:

调整导轨,使滑块的挡光条通过AB两个光电门的挡光时间______相等不相等,这样做的目的是:______

把细线的一端与滑块相连,另一端通过定滑轮依次与力传感器、钩码相连。为保证实验过程中力传感器的示数不变,必须调节滑轮的高度使细线与导轨______

接通电源后,从光电门A的右端释放滑块,滑块在细线拉力作用下运动,记录力传感器的示数F的大小及挡光条分别到达AB两速光电门时的挡光时间,并利用______计算出滑块的加速度;

改变所挂钩码的数量,重复的操作;

若钩码与力传感器的总质量不是远远小于滑块的质量,由本实验得到的数据作出的小车的加速度a与力传感器示数F的关系图像,如图所示,与本实验相符的是______

A.     B.     C.     D.

 

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