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题目
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2007年我国成功地发射了一颗绕月球运行的探测卫星“嫦娥一号”.“嫦娥一号”将在距离月球表面高为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动.
(1)若已知月球半径为R,月球表面的重力加速度为g.则“嫦娥一号”环绕月球运行的周期为多少?
(2)若已知月球半径为地球半径的四分之一,月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的六分之一,则月球的“第一宇宙速度”约为多大(保留1位有效数字)?
答案
(1):(1)绕月卫星绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、月球质量为M,有
G
Mm
(R+h)2
=m(
T
)2(R+h)

 月球表面物体所受的重力等于万有引力,则
G
Mm
R2月
=mg

由上面二式解得
T=


(R+h)3
gR2

即“嫦娥一号”环绕月球运行的周期为


(R+h)3
gR2

(2)在星球表面,由重力提供环绕运动物体的向心力
mg=m
v2
R

可得该星球的第一宇宙速度
v=


gR

v
v
=


gR
gR
=


1
6
×
1
4
=
1
2


6

v=
1
2


6
v=
7.9
2


6
=1.6km/s

保留1位有效数字,则v=2km/s.
答:(1)“嫦娥一号”环绕月球运行的周期为


(R+h)3
gR2

(2)月球的“第一宇宙速度”约为2km/s.
核心考点
试题【2007年我国成功地发射了一颗绕月球运行的探测卫星“嫦娥一号”.“嫦娥一号”将在距离月球表面高为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动.(1)若已知月球半径为R月,月球】;主要考察你对向心力与向心加速度等知识点的理解。[详细]
举一反三
绳一端系重物,手执另一端使重物在光滑水平面上做匀速圆周运动,下述说法正确的是(  )
A.角速度一定时,线长易断
B.线速度一定时,线长易断
C.周期一定,线长易断
D.向心加速度一定,线短易断
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如图所示,在光滑绝缘的斜面上有一质量为m、带电量为+q的小球,为了使它能在斜面上做匀速圆周运动,除了用一丝线拴住外,必须加一个电场,该电场的方向和大小可能为(  )
A.方向竖直向上,大小为
mg
q
B.方向沿斜面向上,大小为
mgsin30°
q
C.方向垂直斜面向下,大小为
mgsin30°
q
D.方向竖直向下,大小为
mg
q
魔方格
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如图所示,小物体A与圆盘保持静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动,则A物体的受力情况是(  )
A.受重力、支持力
B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C.受重力、支持力、向心力和指向圆心的摩擦力
D.以上说法都不正确
魔方格
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如图所示,在半径为a(大小未知)的圆柱空间中(图中圆为其横截面),固定放置一绝缘材料制成的边长为L的弹性等边三角形框架DEF,其中心O位于圆柱的轴线上.在三角形框架DEF与圆柱之间的空间中,充满磁感应强度大小为B的均匀磁场,其方向平行于圆柱轴线垂直纸面向里.在EF边上的中点S处有一发射带电粒子的粒子加速器,粒子发射的方向均在截面内且垂直于EF边并指向磁场区域.发射粒子的电量均为q(q>o),质量均为m,速度大小均为v=
qBL
6m
,若粒子与三角形框架的碰撞均为完全弹性碰撞,且粒子在碰撞过程中所带的电量不变.(不计带电粒子的重力,不计带电粒子之间的相互作用)求:
(1)为使初速度为零的粒子速度增加到v=
qBL
6m
,在粒子加速器中,需要的加速电压为多大;
(2)带电粒子在匀强磁场区域内做匀速圆周运动的半径;.
(3)若满足:从S点发射出的粒子都能再次返回S点,则匀强磁场区域的横截面圆周半径a至少为多大;
(4)若匀强磁场区域的横截面圆周半径a满足第(3)问的条件,则从S点发射出的某带电粒子从S点发射到第一次返回S点的时间是多少?魔方格
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如图甲所示,在圆柱体上放一物块P,圆柱体绕水平轴O缓慢转动,从A转至A′的过程,物块与圆柱体保持相对静止,从起始位置为出发点,则图乙反映的可能是该过程中(  )
A.重力势能随角度变化的规律
B.支持力随时间变化的规律
C.摩擦力随角度变化的规律
D.合外力随时间变化的规律
魔方格
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