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(8分)我国发射的“嫦娥一号”卫星进入距月球表面高为h的圆轨道绕月运动。设月球半...

8分)我国发射的嫦娥一号卫星进入距月球表面高为h的圆轨道绕月运动。设月球半径约为地球半径的,月球质量约为地球质量的,不考虑月球、地球自转的影响,地球表面的重力加速度为g,地球半径为R。求:

1)在月球上要发射一颗环月卫星,最小发射速度v0=?

2嫦娥一号卫星在距月球表面高为h的圆轨道上绕月做匀速圆周运动时的速度大小v1=?

 

(1) (2) 【解析】(1)设地球质量为M,月球的质量和半径分别为m、r,环月卫星质量为m0,已知,,则   .............................(1分) 对地球表面质量为m1的物体,有 .................(1分) 解得 .......................(2分) (2)设“嫦娥一号”卫星的质量为m2,则 .............................(2分) 解得 .............................(2分)  
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考点分析:
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某星球半径为R,在这个星球表面以初速度v0竖直上抛一个物体,没有空气阻力的影响,经过t秒钟落向地面.

(1)这个星球表面处的重力加速度g是多大

(2)要在这个星球上发射一个环绕近地轨道做匀速圆周运动的卫星,卫星的速度是多大

 

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“嫦娥一号”卫星开始绕地球做椭圆轨道运动,经过变轨、制动后,成为一颗绕月球做圆轨道运动的卫星。设卫星距月球表面的高度为h,做匀速圆周运动的周期为T。已知月球半径为R,引力常量为G。(球的体积公式VπR3,其中R为球的半径)求:

(1)月球的质量M

(2)月球表面的重力加速度g

(3)月球的密度ρ

 

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8分)在竖直平面内有一个光滑的半圆轨道,轨道两端连线即直径在竖直方向,轨道半径为0.9m,一个质量为0.5kg的小球以一定的初速度滚上轨道(取g=10m/s2)求:

(1)小球在最高点不脱离轨道的最小速率是多少?

(2)小球在最高点速率v=4m/s时,小球对轨道的压力是多少?

 

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小球从离地H=5m高处,以v0=8m/s的初速度向s=4m远的足够高的竖直墙水平抛出,不计空气阻力,取g=10m/s2,则:

(1)小球碰墙点离地多高?

(2)要使小球不碰到墙,它的初速度最大是多少?

 

 

 

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卡文迪许(Henry Cavendish)英国物理学家和化学家。1731年10月10日生于法国尼斯。1749年考入剑桥大学,1753年尚未毕业就去巴黎留学。后回伦敦定居,在他父亲的实验室中做了许多电学和化学方面的研究工作。1760年被选为英国皇家学会会员。1803年当选为法国科学院外国院土。卡文迪许毕生致力于科学研究,从事实验研究达50年之久,性格孤僻,很少与外界来往。卡文迪许的主要贡献有:1781年首先制得氢气,并研究了其性质,用实验证明它燃烧后生成水。但他曾把发现的氢气误认为燃素,不能不说是一大憾事。他在化学、热学、电学、万有引力等方面进行了许多成功的实验研究,但很少发表,过了一个世纪后,麦克斯韦整理了他的实验论文,并于1879年出版了名为《尊敬的亨利·卡文迪许的电学研究》一书,此后人们才知道卡文迪许做了许多电学实验。麦克斯韦说:“这些论文证明卡文迪许几乎预料到电学上所有的伟大事实,这些伟大的事实后来通过库仑和法国哲学家们的著作而闻名于科学界。” 在1766年发表了《论人工空气》的论文并获皇家学会科普利奖章。他制出纯氧,并确定了空气中氧、氮的含量,证明水不是元素而是化合物。他被称为“化学中的牛顿”。

卡文迪许的重大贡献之一是1798年完成了测量万有引力的扭秤实验,后世称为卡文迪许实验。他改进了英国机械师米歇尔(John Michell,1724~1793)设计的扭秤,在其悬线系统上附加小平面镜,利用望远镜在室外远距离操纵和测量,防止了空气的扰动(当时还没有真空设备)。他用一根39英寸的镀银铜丝吊一6英尺木杆,杆的两端各固定一个直径2英寸的小铅球,另用两颗直径12英寸的固定着的大铅球吸引它们,测出铅球间引力引起的摆动周期,由此计算出两个铅球的引力,由计算得到的引力再推算出地球的质量和密度。他算出的地球密度为水密度的5.481倍(地球密度的现代数值为5.517g/cm3),由此可推算出万有引力常量G的数值为 6.754×10-11 N·m2/kg2(现代值前四位数为6.672)。这一实验的构思、设计与操作十分精巧,英国物理学家J.H.坡印廷曾对这个实验下过这样的评语:“开创了弱力测量的新时代”。

卡文迪许一生在自己的实验室中工作,被称为“最富有的学者,最有学问的富翁”。卡文迪许于1810年2月24日去世。

阅读上文,根据文章内容回答问题

卡文迪许的重大贡献之一是完成了测量___

麦克斯韦整理了他的实验论文,并于出版了名为 __________________________一书

卡文迪许实验构思、设计与操作十分精巧,英国物理学家J.H.坡印廷曾对这个实验下过这样的评语:_______

卡文迪许制出纯氧,并确定了空气中氧、氮的含量,证明水不是元素而是化合物。他被称为____

 

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