已知某星球的半径为R,有一距星球表面高度h=R处的卫星,绕该星球做匀速圆周运动,测得其周期T=2π5R.求:(1)该星球表面的重力加速度g(2)若在该星球表面有一如图所示的装置,其

◎ 题目

已知某星球的半径为R,有一距星球表面高度h=R处的卫星,绕该星球做匀速圆周运动,测得其周期T=2π

5R
.求:
(1)该星球表面的重力加速度g
(2)若在该星球表面有一如图所示的装置,其中AB部分为一长为12.8m并以5m/s速度顺时针匀速转动的传送带,BCD部分为一半径为1.6m竖直放置的光滑半圆形轨道,直径BD恰好竖直,并与传送带相切于B点.现将一质量为0.1kg的可视为质点的小滑块无初速地放在传送带的左端A点上,已知滑块与传送带间的动摩擦因数为0.5.
试求出到达D点时对轨道的压力大小;(提示:

10.24
=3.2)

◎ 答案


(1)对距星球表面h=R处的卫星(设其质量为m),
有:G
Mm
(R+h)2
=m(
T
)2(R+h)

对在星球表面的物体m′,有:G
Mm′
R2
=m′g

解得:g=1.6m/s2
(2)设滑块从A到B一直被加速,且设到达B点时的速度为VB
则:VB=

2ax
=

2μgx
=

2×0.5×1.6×12.8
=
16
5

2
,m/s
=3.2

2
m/s
因VB<5m/s,故滑块一直被加速
设滑块能到达D点,且设到达D点时的速度为VD
则在B到D的过程中,由动能定理:-mg?2R=
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