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开普勒1609年一1619年发表了著名的开普勒行星运行三定律,其中第三定律的内容...

开普勒1609年一1619年发表了著名的开普勒行星运行三定律,其中第三定律的内容是:所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等.万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一,它于1687年发表在牛顿的《自然哲学的数学原理中》.

(1)请从开普勒行星运动定律等推导万有引力定律(设行星绕太阳的运动可视为匀速圆周运动)

(2)万有引力定律的正确性可以通过地检验来证明:

如果重力与星体间的引力是同种性质的力,都与距离的二次方成反比关系,那么,由于月心到地心的距离是地球半径的60倍;月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度就应该是重力加速度的1/3600.试根据上述思路并通过计算证明:重力和星体间的引力是同一性质的力(已知地球半径为6.4×106m,月球绕地球运动的周期为28,地球表面的重力加速度为9.8m/s2).

 

见解析; 【解析】(1)设行星的质量为m,太阳质量为M,行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为R,公转周期为T,太阳对行星的引力为F. 太阳对行星的引力提供行星运动的向心力 根据开普勒第三定律得 故 根据牛顿第三定律,行星和太阳间的引力是相互的,太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,反过来,行星对太阳的引力大小与也与太阳的质量成正比.所以太阳对行星的引力 写成等式有 (G为常量) (2)月球绕地球作圆周运动的向心加速度为 月球做圆周运动的向心加速度与地球表面重力加速度的比为 所以两种力是同一种性质的力  
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考点分析:
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如图所示,质量分别为mM的两个星球AB在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动,星球AB两者中心之间距离为L。已知AB的中心和O三点始终共线,AB分别在O的两侧。引力常数为G

(1)求两星球做圆周运动的周期;

(2)在地月系统中,若忽略其他星球的影响,可以将月球和地球看成上述星球AB 月球绕其轨道中心运行的周期记为T1。但在近似处理问题时,常常认为月球是绕地心做圆周运动的,这样算得的运行周期记为T2。已知地球和月球的质量分别为5.98×1024kg7.35×1022kg。求T2T1两者平方之比。(结果保留三位小数)

 

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如图所示,女排比赛时,排球场总长为18m,设球网高度为2m,运动员站在网前3m处正对球网跳起将球水平击出.

 

(1)若击球的高度为2.5m,为使球既不触网又不越界,求球的初速度范围.

(2)当击球点的高度为何值时,无论水平击球的速度多大,球不是触网就是越界?

 

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如下图是研究平抛物体运动的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹.

(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有________

a.安装斜槽轨道,使其末端保持水平

b.每次小球释放的初始位置可以任意选择

c.每次小球应从同一高度由静止释放

d.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接

(2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,下图中yx2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是________

(3)如图是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取三点ABC,测得AB两点竖直坐标y15.0 cmy245.0 cmAB两点水平间距Δx40.0 cm.则平抛小球的初速度v0________m/s,若C点的竖直坐标y360.0 cm,则小球在C点的速度vC________m/s(结果保留两位有效数字,g10 m/s2)

 

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如图所示,两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上,并用不可伸长的轻绳连接,整个装置能绕过CD中点的轴转动,已知两物块质量相等,杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等,开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力),物块B轴的距离为物块A轴的距离的两倍,现让该装置从静止开始转动,使转速逐渐增大,在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中,下列说法正确的是(    )

A. A受到的静摩擦力一直增大

B. B受到的静摩擦力先增大,后保持不变

C. A受到的静摩擦力是先增大后减小

D. A受到的合外力一直在增大

 

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如图,铁路转弯处外轨应略高于内轨,火车必须按规定的速度行驶,则转弯时( )

A. 火车所需向心力沿水平方向指向弯道内侧

B. 弯道半径越大,火车所需向心力越大

C. 火车的速度若小于规定速度,火车将做离心运动

D. 火车若要提速行驶,弯道的坡度应适当增大

 

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