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(18分)在半径R=5000km的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如图甲所示.竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成,将质量m=0.2kg的小球,从轨道AB上高H处的某点
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 零零社区
◎ 题目
(18分)在半径R=5 000 km的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如图甲所示.竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成,将质量m=0.2 kg的小球,从轨道AB上高H处的某点由静止滑下,用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F,改变H的大小,可测出相应的F大小,F随H的变化关系如图乙所示.求:
(1)圆轨道的半径及星球表面的重力加速度.
(2)该星球的第一宇宙速度.
(3)从轨道AB上高H处的某点由静止释放小球,要使小球不脱离轨道,H的范围是多少?
◎ 答案
(1) 5m/s
2
(2)5×10
3
m/s
2
(3) H≤0.2m H ≥0.5m
◎ 解析
试题分析:(1)小球过C点时满足
又根据
联立解得
由图可知:H
1
=0.5m时,F
1
=0可解得r=0.2m
H
2
=1.0m时F
2
=5N,可以解得g=5m/s
2
(2)据
可解得:
(3)要使小球不脱离轨道,当小球从与小于或等于半径高处释放,
小球将运动到的最大高度为与半径等高处,此过程小球不会脱离轨道,
所以小球释放高度为H≤0.2m。
当小球通过最高点时速度大于
,
则小球下落高度至少为
,
,
所以小球下落高度将大于或等于0.5m.
◎ 知识点
专家分析,试题“(18分)在半径R=5000km的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如图甲所示.竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成,将质量m=0.2kg的小球,从轨道AB上高H处的某点…”主要考查了你对 【机械能守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/370866.html
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