【題目】一球形人造衛(wèi)星的最大橫截面積為、質(zhì)量為,在軌道半徑為的高空繞地球做圓周運(yùn)動(dòng).由于受到稀薄空氣阻力的作用,導(dǎo)致衛(wèi)星運(yùn)行的軌道半徑逐漸變。l(wèi)星在繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)很多圈之后,其軌道的高度下降了,由于,所以可以將衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的每一圈均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng).設(shè)地球可看成質(zhì)量為的均勻球體,萬(wàn)有引力常量為.
()求人造衛(wèi)星在軌道半徑為的高空繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期.
()取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能點(diǎn),當(dāng)衛(wèi)星的運(yùn)行軌道半徑為時(shí),衛(wèi)星與地球組成的系統(tǒng)具有的勢(shì)能可表示為.請(qǐng)估算人造衛(wèi)星由半徑為的圓軌道降低到半徑為的圓軌道的過(guò)程中,機(jī)械能的變化.
()某同學(xué)為估算稀薄空氣對(duì)衛(wèi)星的阻力大小,做出了如下假設(shè):衛(wèi)星運(yùn)行軌道范圍內(nèi)稀薄空氣的密度為,且為恒量;稀薄空氣可看成是由彼此不發(fā)生相互作用的顆粒組成的,所有的顆粒原來(lái)都靜止,它們與人造衛(wèi)星在很短時(shí)間內(nèi)發(fā)生碰撞后都具有與衛(wèi)星相同的速度,在與這些顆粒碰撞的前后,衛(wèi)星的速度可認(rèn)為保持不變.在滿(mǎn)足上述假設(shè)的條件下,請(qǐng)估算空氣顆粒對(duì)衛(wèi)星在半徑為軌道上運(yùn)行時(shí),所受阻力大小的表達(dá)式.
【答案】();();().
【解析】()衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),萬(wàn)有引力提供向心力,由牛頓第二定律得:
.
解得.
()根據(jù)牛頓定律和萬(wàn)有引力定律有.
衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)能為.
勢(shì)能為.
解得.
衛(wèi)星高度下降,在半徑為軌道上運(yùn)行.同理可知機(jī)械為: ;
衛(wèi)星軌道高度下降,其機(jī)械能的改變量為: .
()最大橫截面積為的衛(wèi)星,經(jīng)過(guò)時(shí)間從圖實(shí)線(xiàn)位置運(yùn)動(dòng)到了圖中的虛線(xiàn)位置.該空間區(qū)域的稀薄空氣顆粒的質(zhì)量為: .
根據(jù)動(dòng)量定理有: .
根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律有:
.
解得.
根據(jù)牛頓第三定律,衛(wèi)星所受的阻力大小為: .
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中:
(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑D,示數(shù)如圖甲所示,D=__________mm.
(2)某小組利用電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)等器材,按要求從0開(kāi)始測(cè)量,得到多組電流、電壓數(shù)據(jù),求出金屬絲的電阻Rx=50Ω.他們采用的是圖乙中的_____電路圖,所測(cè)電阻Rx的真實(shí)值_______(選填“大于”、“小于”、“等于”)50Ω.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】光滑水平地面上固定著一帶滑輪的豎直硬桿,一根輕繩的一端系著小滑塊,另一端繞過(guò)滑輪,如圖所示,現(xiàn)用恒力水平向左拉小滑塊的同時(shí),用恒力拉繩子的另一端,使滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿地面向右運(yùn)動(dòng),已知B和C是A點(diǎn)右方的兩點(diǎn),且AB=2BC,小滑塊到達(dá)A點(diǎn)時(shí)繩子與水平方向的夾角為30°,小滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)繩子與水平方向的夾角為45°,不計(jì)滑輪大小以及繩子與滑輪的摩擦,則以下說(shuō)法正確的是( )
A. 滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)加速度先變小再變大
B. 滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)恒力做的功是從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)做的功的2倍
C. 滑塊從A點(diǎn)到C點(diǎn)克服恒力做功的功率先增大后減小
D. 若定滑輪的高度為H,物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,上端開(kāi)口的豎直汽缸由大、小兩個(gè)同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個(gè)活塞,兩活塞用剛性輕桿連接,兩活塞間充有氧氣,小活塞下方充有氮?dú)。已知:大活塞的質(zhì)量為2m,橫截面積為2S,小活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S;兩活塞間距為L(zhǎng);大活塞導(dǎo)熱性能良好,汽缸及小活塞絕熱;初始時(shí)氮?dú)夂推淄獯髿獾膲簭?qiáng)均為p0,大活塞與大圓筒底部相距,兩活塞與氣缸壁之間的摩擦不計(jì),重力加速度為g,F(xiàn)通過(guò)電阻絲緩慢加熱氮?dú)猓螽?dāng)小活塞緩慢上升至上表面與大圓筒底部平齊時(shí),氮?dú)獾膲簭?qiáng)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B兩小球用輕桿連接,A球只能沿內(nèi)壁光滑的豎直滑槽運(yùn)動(dòng),B球處于光滑水平面內(nèi),不計(jì)球的體積.開(kāi)始時(shí),在外力作用下A、B兩球均靜止且桿豎直.現(xiàn)撤去外力,B開(kāi)始沿水平面向右運(yùn)動(dòng).已知A、B兩球質(zhì)量均為m,桿長(zhǎng)為L,則下列說(shuō)法中正確的是
A. A球下滑到地面時(shí),B球速度為零
B. A球下滑到地面過(guò)程中輕桿一直對(duì)B球做正功
C. A球機(jī)械能最小時(shí),B球?qū)Φ氐膲毫Φ扔谒闹亓?/span>
D. 兩球和桿組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,A球著地時(shí)的速度為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)MN、PQ兩光滑金屬軌道平行豎直放置,兩導(dǎo)軌上端M、P間連接一電阻R。金屬小環(huán)a、b套在金屬軌道上,質(zhì)量為m的金屬桿固定在金屬環(huán)上,該裝置處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直豎直平面向里。金屬桿以初速度v0從圖示位置向上滑行,滑行至最高點(diǎn)后又返回到出發(fā)點(diǎn)。若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,金屬桿保持水平,兩環(huán)與導(dǎo)軌接觸良好,不計(jì)軌道、金屬桿、金屬環(huán)的電阻及空氣阻力。金屬桿上滑過(guò)程和下滑過(guò)程相比較,以下說(shuō)法正確的是
A. 上滑過(guò)程所用時(shí)間比下滑過(guò)程短
B. 上滑過(guò)程通過(guò)電阻R的電量比下滑過(guò)程多
C. 上滑過(guò)程通過(guò)電阻R產(chǎn)生的熱量比下滑過(guò)程大
D. 上滑過(guò)程安培力的沖量比下滑過(guò)程安培力的沖量大
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【題目】半徑為R的透明圓柱體處在真空中,如圖所示是它的截面圖。AB、CD是相互垂直的兩條直徑,P點(diǎn)與AB距離、Q點(diǎn)與CD距離均為。單色光平行于AB射入透明圓柱體,從A、Q兩點(diǎn)射入的光從圓柱體的同一點(diǎn)射出,已知光速為c,求:
(1)該透明圓柱體介質(zhì)的折射率;
(2)從P點(diǎn)射入的光通過(guò)透明圓柱體的時(shí)間。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在某次車(chē)模試車(chē)時(shí),一質(zhì)量為m=0.45kg的賽車(chē)以某一水平向右的初速度出發(fā),沿水平直線(xiàn)軌道運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)后,進(jìn)入半徑R=2m的光滑豎直圓形軌道,圓形軌道間不相互重疊,即賽車(chē)離開(kāi)圓形軌道后可繼續(xù)想C點(diǎn)運(yùn)動(dòng),C點(diǎn)右側(cè)有一壕溝,C、D兩點(diǎn)的豎直高度h=0.8m,水平距離s=1.6m,水平軌道AC長(zhǎng)為L=4.5m,賽車(chē)與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,重力加速度為
(1)若賽車(chē)恰能通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)B,求賽車(chē)在A點(diǎn)的速度;
(2)若賽車(chē)再?gòu)?/span>B到達(dá)A點(diǎn)時(shí),恰好有一塊橡皮泥從圓心方向落在車(chē)模上,和小車(chē)合為一體,若要求車(chē)模不會(huì)掉進(jìn)壕溝,求在A點(diǎn)落在賽車(chē)上的橡皮泥的質(zhì)量范圍。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D后又回到狀態(tài)A,其狀態(tài)變化過(guò)程中的V-T圖象如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)為1atm,氣體由D狀態(tài)向A狀態(tài)變化過(guò)程中放熱70J。求:
(i)氣體在B、C狀態(tài)時(shí)的溫度;
(ii)將該循環(huán)過(guò)程用p-V圖表示出來(lái);
(iii)氣體經(jīng)過(guò)一次循環(huán)又回到初態(tài)過(guò)程中,氣休所做的功。
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