【題目】科學家認為在太陽系中除地球外最有可能出現(xiàn)生命的是土衛(wèi)六---泰坦。為了研究土衛(wèi)六，假設我們發(fā)射一個質(zhì)量為m的探測器，使探測器進入土衛(wèi)六引力區(qū)時，能夠繞土衛(wèi)六做勻速圓周運動，此時探測器距離土衛(wèi)六表面的高度為h，以后探測器可以經(jīng)過一系列的制動到達土衛(wèi)六表面附近，然后開始以初速度垂直土衛(wèi)六地面勻減速下落，直到懸停，所用的時間為t，假設軌跡為直線。土衛(wèi)六的半徑為R，土衛(wèi)六表面的重力加速度為g，引力常量為G，求：

(1)探測器繞土衛(wèi)六做圓周運動的周期；

(2)土衛(wèi)六的第一宇宙速度及平均密度；

(3)探測器下落時發(fā)動機的平均推力F。

【答案】(1) ；(2) ；(3)F=m(+g)；

【解析】試題分析：根據(jù)重力等于萬有引力和牛頓第二定律即可求出周期；根據(jù)牛頓第二定律求出質(zhì)量，再結(jié)合密度公式即可求出密度；根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律，探測器下落時的加速度，根據(jù)牛頓第二定律求出推力。

(1)土衛(wèi)六表面的物體，重力等于萬有引力，有

對于探測器有：

聯(lián)立解得:

(2)探測器運行所需向心力由萬有引力提供，有:

得土衛(wèi)六的第一宇宙速度

由上可知 且

聯(lián)立得土衛(wèi)六的平均密度:

(3)根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律，探測器下落時的加速度為

根據(jù)牛頓第二定律有：F-mg=ma

解得：

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個質(zhì)量相等的物體A、B處在同一水平線上，當物體A被水平拋出的同時，物體B開始自由下落，圖中曲線AC為物體A的運動軌跡，直線BD為物體B的運動軌跡，兩軌跡相交于O點，空氣阻力忽略不計，則

A．兩物體在O點時的速度相同 B．兩物體在O點相遇

C．兩物體在O點時的動能不相等 D．兩物體在O點時重力的功率相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,在xOy平面內(nèi),第Ⅲ象限內(nèi)的虛線OM是電場與磁場的邊界，OM與y軸負方向成45°角。在x<0且OM的左側(cè)空間存在著沿x軸負方向的勻強電場E,場強大小為0.32N/C，在y<0且OM的右側(cè)空間存在著垂直紙面向里的勻強磁場B,磁感應強度大小為0.10T,不計重力的帶負電的微粒,從坐標原點O沿y軸負方向以v0=2.0×103m/s的初速度進入磁場，已知微粒的帶電荷量為q=5.0×10-18C，質(zhì)量為m=1.0×10-24kg,求:

(1)帶電微粒第一次經(jīng)過磁場邊界點的位置坐標;

(2)帶電微粒在磁場區(qū)域運動的總時間;

(3)帶電微粒最終離開電、磁場區(qū)域點的位置坐標。(保留兩位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】間距為l=0.5m兩平行金屬導軌由傾斜部分和水平部分平滑連接而成，如圖所示，傾斜部分導軌的傾角θ=30°，上端連有阻值R=0.5Ω的定值電阻且傾斜導軌處于大小為B1=0.5T、方向垂直導軌平面向上的勻強磁場中。水平部分導軌足夠長，圖示矩形虛線框區(qū)域存在大小為B2=1T、方向豎直向上的勻強磁場，磁場區(qū)域的寬度d=3m。現(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg、內(nèi)阻r=0.5Ω、長l=0.5m的導體棒ab從傾斜導軌上端釋放，達到穩(wěn)定速度v0后進入水平導軌，當恰好穿過B2磁場時速度v=2m/s，已知導體棒穿過B2磁場的過程中速度變化量與在磁場中通過的距離滿足（比例系數(shù)k未知），運動過程中導體棒始終與導軌垂直并接觸良好，不計摩擦阻力和導軌電阻。求：

（1）導體棒ab的速度v0；

（2）導體棒ab穿過B2磁場過程中通過R的電荷量及導體棒ab產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）若磁場B1大小可以調(diào)節(jié)，其他條件不變，為了使導體棒ab停留在B2磁場區(qū)域，B1需滿足什么條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)，固定—半徑為R的光滑圓環(huán)，圓心為O，O點正上方固定一根豎直的光滑桿。質(zhì)量為m小球A套在圓環(huán)上，上端固定在桿上的輕質(zhì)彈簧與質(zhì)量為m的滑塊B一起套在桿上，小球A和滑塊B之間再用長為2R的輕桿通過鉸鏈分別連接。當小球A位于圓環(huán)最高點時，彈簧處于原長；當小球A位于圓環(huán)最右端時，裝置能夠保持靜止。若將小球A置于圓環(huán)的最高點并給它一個微小擾動(初速度視為0)，使小球沿環(huán)順時針滑下，到達圓環(huán)最右端時小球A的速度（g為重力加速度），不計一切摩擦，A、B均可視為質(zhì)點.下列說法正確的是（ ）

A. 此時滑塊B的速度

B. 此過程中彈簧對滑塊B所做的功

C. 彈簧勁度系數(shù)為

D. 小球A滑到圓環(huán)最低點時彈簧彈力的大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于行星的運動，下列說法中正確的是

A. 關(guān)于行星的運動，早期有“地心說”與“日心說”之爭，而“地心說”容易被人們所接受的原因之一是相對運動使得人們觀察到太陽東升西落

B. 所有行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，且近地點速度小，遠地點速度大

C. 開普勒第三定律 ，式中k的值僅與中心天體的質(zhì)量有關(guān)

D. 開普勒三定律不適用于其他星系的行星運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖（a）所示，絕緣軌道MNPQ位于同一豎直面內(nèi)，其中MN段水平，PQ段豎直，NP段為光滑的1/4圓弧，圓心為O，半徑為a，軌道最左端M點處靜置一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的物塊A，直線NN＇右側(cè)有方向水平向右的電場（圖中未畫出），場強為E= mg/q，在包含圓弧軌道NP的ONO＇P區(qū)域有方向垂直紙面向外的勻強磁場，在軌道M端在側(cè)有一放在水平光滑桌面上的可發(fā)射“炮彈”的電磁炮模型，其結(jié)構(gòu)圖如圖（b）所示。電磁炮由兩條等長的平行光滑導軌Ⅰ、Ⅱ與電源和開關(guān)S串聯(lián)。電源的電動勢為，內(nèi)阻為r，導軌Ⅰ、Ⅱ相距為d，電阻忽略不計，“炮彈”是以質(zhì)量為2m，電阻為R的不帶電導體塊C，C剛好與Ⅰ、Ⅱ緊密接觸，距離兩導軌右端為l，C的底面與軌道MN在同一水平面上，整個電磁炮處于均勻磁場中，磁場方向豎直向下，磁感應強度大小為，重力加速度為g，不考慮C在導軌內(nèi)運動時的電磁感應現(xiàn)象，A、C可視為質(zhì)點，并設A所帶電荷一直未變。

(1)求導體塊C在與A碰撞前的速度大��；

(2)如A與C在極短的時間發(fā)生碰撞，碰撞過程沒有機械能損失，碰撞后A恰好能沿絕緣軌道到達P點，且A、C與絕緣軌道之間滑動摩擦系數(shù)相等，求C停下時與M點的距離。

(3)在（2）問的情況下，要求A在運動過程不離開軌道，求ONO＇P區(qū)域內(nèi)磁感應強度B需滿足的條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】以較大速度運動的物體，所受的空氣阻力不可忽略，運動時受到的空氣阻力與速度成正比，關(guān)系式為f＝kv，v是球的速度，k是已知的阻力系數(shù). 現(xiàn)在離地面H高度的高處將質(zhì)量為m的球以v0水平速度拋出，球在著地前已經(jīng)做勻速運動. 重力加速度為g.求：

(1)球剛拋出時的加速度大小；

(2)球從拋出到落地過程中，克服空氣阻力所做的功；

(3)以不同初速度水平拋出的球其運動時間是否相等，請說明理由.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細繩的結(jié)點，OB和OC為細繩．圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖．

（1）如果沒有操作失誤，圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是 ______ ．

（2）本實驗采用的科學方法是 ______ ．

A．理想實驗法　　　　B．等效替代法 C．控制變量法D．建立物理模型法

（3）實驗時，主要的步驟是：

A．在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上；

B．用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細繩，細繩的另一端系著繩套；

C．用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O．記錄下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)；

D．按選好的標度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；

E．只用一只彈簧測力計，通過細繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細繩的方向，按同一標度作出這個力F′的圖示；

F．比較F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論．

上述步驟中：①有重要遺漏的步驟的序號是 ______ 和 ______ ；

②遺漏的內(nèi)容分別是 ______ 和 ______ ．

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