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一名宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面,做如下实验:用不可伸长的轻绳拴一个...

一名宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面,做如下实验:用不可伸长的轻绳拴一个质量为m的小球,上端固定在O点,如图甲所示,在最低点给小球某一初速度,使其绕O点在竖直面内做圆周运动,测得绳的拉力大小F随时间t的变化规律如图乙所示。F1F2已知,引力常量为G,忽略各种阻力。求:

(1)星球表面的重力加速度;

(2)星球的密度。

 

(1)(2) 【解析】 (1)由乙图知:小球做圆周运动在最高点拉力为F2,在最低点拉力为F1 设最高点速度为,最低点速度为,绳长为 在最高点: 在最低点: 由机械能守恒定律,得 结合以上公式解得 (2)在星球表面: 星球密度: 结合以上公式解得 综上所述本题答案是:(1) (2)
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考点分析:
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据报道,一法国摄影师拍到天宫一号空间站飞过太阳的瞬间。照片中,天宫一号的太阳帆板轮廓清晰可见。如图所示,假设天宫一号正以速度v =7.7km/s绕地球做匀速圆周运动,运动方向与太阳帆板两端MN的连线垂直,MN间的距离L =20m,地磁场的磁感应强度垂直于vMN所在平面的分量B=1.0×105 T,将太阳帆板视为导体。

(1)求MN间感应电动势的大小E

(2)在太阳帆板上将一只“1.5V、0.3W”的小灯泡与MN相连构成闭合电路,不计太阳帆板和导线的电阻.试判断小灯泡能否发光,并说明理由;

(3)取地球半径R=6.4×103 km,地球表面的重力加速度g = 9.8 m/s2,试估算天宫一号距离地球表面的高度h(计算结果保留一位有效数字)。

 

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我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后,与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体。假设组合体在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动,已知地球的半径为R,地球表面处重力加速度为g,且不考虑地球自转的影响。则组合体运动的线速度大小为__________,向心加速度大小为___________

 

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如图所示,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,MN为轨道短轴的两个端点,运行的周期为,若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从PMQN的运动过程中  

A. PM所用的时间等于

B. QN阶段,机械能逐渐变大

C. PQ阶段,速率逐渐变小

D. MN阶段,万有引力对它先做负功后做正功

 

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天舟一号货运飞船于2017420日在文昌航天发射中心成功发射升空,与天宫二号空间实验室对接前,天舟一号在距离地面约380 km的圆轨道上飞行,则其

A. 角速度小于地球自转角速度

B. 线速度小于第一宇宙速度

C. 周期小于地球自转周期

D. 向心加速度小于地面的重力加速度

 

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如图所示为北斗导航系统的部分卫星,每颗卫星的运动可视为匀速圆周运动。下面说法正确的是 (  )

A. 在轨道a、b运行的两颗卫星的周期相等

B. 在轨道a、c运行的两颗卫星的速率va<vc

C. 在轨道b、c运行的两颗卫星的角速度ωbc

D. 在轨道a、b运行的两颗卫星的加速度aa>ab

 

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