题目内容

【题目】质量为m的人造地球卫星与月心的距离为时,重力势能可表示为,其中G为引力常量,M为月球质量。若嫦娥三号在原来半径为的轨道上绕月球做匀速圆周运动,由于受到及稀薄空气的摩擦作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为,已知:月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0,地球表面的重力加速度为g,此过程中因摩擦而产生的热量为

A. B.

C. D.

【答案】D

【解析】卫星做匀速圆周运动,由地球的万有引力提供向心力,则轨道半径为R1时,有:
卫星的引力势能
轨道半径为R2时有:
卫星的引力势能
设摩擦力而产生的热量为Q,根据能量守恒得:mv12+Ep1mv22+Ep2+Q
由黄金代换式得,GM=g0R2
联立①⑥得,Q=,故D正确,ABC错误。故选D。

练习册系列答案
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【题目】如图为验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点间的时间间隔为0.04s,长度单位是cm,g取9.8m/s2.则:

(1)在该实验中,下面叙述正确的是______

A.应用天平称出重物的质量

B.应当选用点迹清晰,第一、二两点距离约2mm的纸带进行测量

C.操作时应先放纸带,后接通电源

D.打点计时器应接在直流电源上

(2)验证机械能守恒定律的实验步骤有:

①把打点计时器安装在铁架台上,用导线将学生电源和打点计时器接好。

②重复上一步的过程,打三到五条纸带。

③把纸带的一端用夹子固定在重锤上,另一端穿过打点计时器的限位孔,用手竖直提起纸带,使重锤停靠在打点计时器附近。

④用公式,计算出各点的瞬时速度v1v2v3、……并记录在表格中。

⑤接通电源,待计时器打点稳定后再松开纸带,让重锤自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点。

⑥计算各点的重力势能的减少量mghn和动能的增加量,并进行比较,看是否相等,将数值填入表格内。

⑦选择一条点迹清晰的纸带,在起始点标上O,以后各点依次为1、2、3、……用刻度尺测量对应下落的高度h1h2h3、……记入表格中。上述步骤合理的顺序应该是______________________

(3)从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图所示(其中一段纸带图中未画出)。图中O点为打出的起始点,且速度为零。选取在纸带上打出的点ABC、D作为计数点,并测出ABC、D点距起始点O的距离如图所示。由此可计算出物体下落到B点时势能的变化量ΔEP=_____J(保留三位有效数字),动能的增加量ΔEk=_____J(保留三位有效数字)。

(4)该同学利用自己在做该实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以v2为纵轴画出了如图的图线。若图线的斜率为k, 则可知当地的重力加速的表达式为_____,图线不经过原点的可能原因是_____________________

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