如图所示,A是地球的同步卫星。另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内,离地面高度为h。已知地球质量为M,地球半径为R,地球自转周期为T0,万有引力常量为G,O为地球中心。
(1)求卫星B的运行周期;
(2)求卫星B的线速度大小;
(3)将卫星B的周期记为T(以方便计算),如卫星B绕行方向与地球自转方向相同,某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上),则至少经过多长时间,它们再一次相距最近?(结果用T和T0表示)
一列火车总质量m=500t,机车发动机的额定功率p=6×105W,在轨道上行驶时,轨道对火车的阻力F1是车重的0.01倍,g取10m/s2,求:
(1)火车在水平轨道上行驶的最大速度;
(2)在水平轨道上,发动机以额定功率P工作,当行驶速度为v1=1m/s和v2=10m/s时,火车的瞬时加速度a1、a2各是多少?
(3)若火车从静止开始,保持0.5m/s2的加速运动,这一过程维持的最长时间.
(8分)宇航员在地球表面以一定初速度竖直向上抛出一小球,经过时间t小球落回原处;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t小球落回原处。(取地球表面重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计)
(1)求该星球表面附近的重力加速度g';
(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地=1∶4,求该星球的质量与地球质量之比M星∶M地。
如图所示,一质量为0.5kg的小球可视为质点,用0.4m长的细线拴住在竖直面内做圆周运动,g取10m/s2求:
(1)小球刚好经过最高点A时的速度;
(2)若小球经过最高点A的速度为4m/s,此时细线对小球的拉力;
(3)若小球经过最低点B的速度为4m/s,此时细线对小球的拉力。
三个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动规律”的实验:
(1) 甲同学采用如图(1)所示的装置。用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力 度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明__________________________。
(2)乙同学采用如图(2)所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球 P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应是__________________________________。仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明______________ 。
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为10cm,则由图可求得拍摄时每__________________s曝光一次,该小球运动到图中位置2时速度大小为___________m/s(g取10m/s2)。
如图所示,在某行星表面上有一倾斜的匀质圆盘,盘面与水平面的夹角为30°,圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动,盘面上离转轴距离L处有一小物体与圆盘保持相对静止,当圆盘的角速度为ω时,小物块刚要滑动。物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),该星球的半径为R,引力常量为G,下列说法正确的是
A. 这个行星的质量
B. 这个行星的第一宇宙速度
C. 这个行星的同步卫星的周期是
D. 离行星表面距离为R的地方的重力加速度为