10.設(shè)想在地球赤道平面內(nèi)有一垂直于地面延伸到太空的輕質(zhì)電梯,電梯頂端可超過(guò)地球的同步衛(wèi)星高度R延伸到太空深處.這種所謂的太空電梯可用于低成本地發(fā)射繞地人造衛(wèi)星.其發(fā)射方法是將衛(wèi)星通過(guò)太空電梯勻速提升到某高度,然后啟動(dòng)推進(jìn)裝置將衛(wèi)星從太空電梯發(fā)射出去.設(shè)在某次發(fā)射時(shí),衛(wèi)星A在太空電梯中極其緩慢地勻速上升,該衛(wèi)星在上升到0.80R處意外和太空電梯脫離(脫離時(shí)衛(wèi)星相對(duì)與太空電梯上脫離處的速度可視為零)而進(jìn)入太空,衛(wèi)星G的軌道高度恰為0.8R.設(shè)地球半徑為r,地球表面重力加速度為g,則有:(  )
A.衛(wèi)星A在太空電梯上運(yùn)動(dòng)到B處時(shí),其角速度與衛(wèi)星C相同
B.衛(wèi)星A在太空電梯上運(yùn)動(dòng)到B處時(shí),其周期比同步衛(wèi)星小
C.此衛(wèi)星脫離太空電梯的最初一段時(shí)間內(nèi)將做逐漸靠近地心的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
D.欲使衛(wèi)星脫離太空電梯后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),需要在釋放的時(shí)候沿原速度方向讓它加速到$\sqrt{\frac{5g{r}^{2}}{4R}}$

分析 物體在電梯中具有與地球自轉(zhuǎn)相同的角速度,同步衛(wèi)星的高度為R,在R高度,衛(wèi)星的萬(wàn)有引力等于向心力,結(jié)合萬(wàn)有引力定律和向心力公式分析在0.8R高度的萬(wàn)有引力與向心力的關(guān)系判斷衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)情況即可.

解答 解:A、衛(wèi)星A在太空電梯上運(yùn)動(dòng)到B處時(shí),與地球自轉(zhuǎn)相同的角速度,即與同步衛(wèi)星角速度、周期都相同,而衛(wèi)星C的軌道高度小于同步衛(wèi)星的軌道高度,角速度大于同步衛(wèi)星角速度,所以衛(wèi)星A在太空電梯上運(yùn)動(dòng)到B處時(shí),其角速度小于衛(wèi)星C的角速度,故AB錯(cuò)誤;
C、離開(kāi)電梯瞬間,速度為零,萬(wàn)有引力大于需要的向心力,此后會(huì)做向心運(yùn)動(dòng),即衛(wèi)星脫離太空電梯的最初一段時(shí)間內(nèi)將做逐漸靠近地心的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故C正確;
D、欲使衛(wèi)星脫離太空電梯后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),需要增加速度,使得萬(wàn)有引力等于向心力,故:$G\frac{Mm}{(0.8R)^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{0.8R}$,
故:v=$\sqrt{\frac{5g{r}^{2}}{4R}}$,故D正確;
故選:CD

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是明確物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)、離心運(yùn)動(dòng)、向心運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)條件,當(dāng)引力大于需要的向心力時(shí)做向心運(yùn)動(dòng),當(dāng)引力小于需要的向心力時(shí)做離心運(yùn)動(dòng),基礎(chǔ)題目.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

20.如圖所示,直線(xiàn)a與四分之一圓弧b分別表示兩質(zhì)點(diǎn)A、B從同一地點(diǎn)出發(fā),沿同一方向做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的v-t圖.當(dāng)B的速度變?yōu)?時(shí),A恰好追上B,則A的加速度為( 。
A.1m/s2B.2m/s2C.$\frac{π}{2}$m/s2D.πm/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

1.直角坐標(biāo)系Oxy在水平面(紙面)內(nèi),一質(zhì)點(diǎn)在該水平面運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)開(kāi)始受水平力F作用,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,設(shè)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)沿x方向的速度為vx,沿y方向的速度為vy,則由圖可知( 。
A.vx>vy,F(xiàn)可能沿x正方向B.vx>vy,F(xiàn)可能沿y方向
C.vx<vy,F(xiàn)可能沿x正方向D.vx<vy,F(xiàn)可能沿y方向

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

18.在霧靄天氣下,能見(jiàn)度下降,對(duì)高速公路道路通行影響很大,事故頻發(fā).霧靄天氣下質(zhì)量為m=1.5×103kg的轎車(chē)在某段平直路面上行駛,已知轎車(chē)保持勻速行駛時(shí)受到的阻力為車(chē)重的0.1倍,剎車(chē)時(shí)受到的阻力為車(chē)重的0.5倍.
(1)若該轎車(chē)行駛的速度為v=54km/h,則剎車(chē)后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間才會(huì)停下來(lái);
(2)若該轎車(chē)以P=3×104W的功率勻速行駛時(shí),司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)前方有障礙物,經(jīng)0.5s反應(yīng)后立即剎車(chē),剛好到障礙位置停止,則司機(jī)看見(jiàn)障礙物時(shí)轎車(chē)與障礙物的距離為多大?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

5.如圖所示,輕彈簧一端固定在O點(diǎn),另一端與質(zhì)量為m的帶孔小球相連,小球套在豎直固定桿上,輕彈簧自然長(zhǎng)度正好等于O點(diǎn)到固定桿的距離OO'.小球從桿上的A點(diǎn)由靜止釋放后,經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度最大,運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度減為零.若在C點(diǎn)給小球一個(gè)豎直向上的初速度v,小球恰好能到達(dá)A點(diǎn).整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧始終在彈性限度內(nèi),下列說(shuō)法正確的是(  )
A.從A下滑到O'的過(guò)程中,彈簧彈力做功的功率先增大后減小
B.從A下滑到C的過(guò)程中,在B點(diǎn)時(shí)小球、彈簧及地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能最大
C.從A下滑到C的過(guò)程中,小球克服摩擦力做的功為$\frac{1}{4}$mv2
D.從C上升到A的過(guò)程中,小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的加速度為0

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

15.螺旋測(cè)微器測(cè)出某物體的厚度d.示數(shù)如圖甲所示,則d=0.0260cm.游標(biāo)尺測(cè)出某物體的寬度L,示數(shù)如圖乙所示,則L═1.050cm.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

7.如圖所示,氕、氘、氚的原子核結(jié)構(gòu)同一加速電場(chǎng)由靜止開(kāi)始加速,又經(jīng)同一勻強(qiáng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn),最后打在熒光屏上,那么( 。
A.經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)過(guò)程,電場(chǎng)力對(duì)氚核做的功最多
B.它們?cè)谄D(zhuǎn)電場(chǎng)中會(huì)分離為三股粒子束
C.經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)過(guò)程,電場(chǎng)力對(duì)三種核做的功一樣多
D.三種原子核都打在屏上的同一位置上

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

4.如圖所示,空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),兩平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置,其電阻不計(jì)、間距為L(zhǎng),左端接有電阻為R的定值電阻.一質(zhì)量為m、電阻也為R的導(dǎo)體棒與兩導(dǎo)軌接觸良好,在水平力F作用下在O位置兩側(cè)M、N間做往復(fù)運(yùn)動(dòng).t=0時(shí)刻起導(dǎo)體棒從M位置開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),其速度變化規(guī)律為v=vmsinωt,在O位置速度最大.
(1)寫(xiě)出定值電阻中的電流i隨時(shí)間t變化的表達(dá)式;
(2)導(dǎo)體棒從M位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到第n次到達(dá)O位置的過(guò)程中,求定值電阻中產(chǎn)生的焦耳熱Q及水平力F做的功W;
(3)單匝線(xiàn)框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電流的情形與題中導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電流的情形類(lèi)似.試求導(dǎo)體棒從M位置第一次運(yùn)動(dòng)到O位置的過(guò)程中,通過(guò)定值電阻的電荷量q.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.如圖甲所示,A、B是一條電場(chǎng)線(xiàn)上的兩點(diǎn),若在某點(diǎn)釋放一初速度為零的電子,電子僅受電場(chǎng)力作用,從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),其速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示,則( 。
A.A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于B點(diǎn)B.電子在A(yíng)點(diǎn)受到的電場(chǎng)力小于B點(diǎn)
C.A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)D.以上說(shuō)法都不對(duì)

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