题目内容

【题目】假设太阳的质量为M,某质量为m的行星距离太阳中心的距离为r,设距离太阳无穷远处的太阳引力势能为0,理论证明行星的引力势能为。已知某彗星绕太阳做椭圆轨道运动,远日点和近日点的距离分别r1和r2。另外,已知地球绕太阳做圆周运动轨道半径为。如果你还知道万有引力常数和地球公转周期,结合已知数据,你可以推算下列哪些物理量( )

A.彗星质量B.太阳质量C.地球质量D.彗星远日点速度

【答案】BD

【解析】

设彗星远日点和近日点速度分别为和,根据开普勒第二定律有

设彗星质量为m,根据机械能守恒定律有:

设地球质量为m0,已知地球公转周期为T和万有引力常数G,太阳的引力提供向心力,有

由三式可推导太阳质量、彗星远日点速度。

A. 彗星质量与分析不符,故A错误。

B. 太阳质量与分析相符,故B正确。

C. 地球质量与分析不符,故C错误。

D. 彗星远日点速度与分析相符,故D正确。

练习册系列答案
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【题目】将力传感器连接到计算机上,不仅可以比较精确地测量力的大小,还能得到力随时间变化的关系图象。甲图中,某同学利用力的传感器测量小滑块在光滑半球形容器内的运动时对容器的压力来验证小滑块的机械能守恒,实验步骤如下:

①如图甲所示,将压力传感器M固定在小滑块的底部;

②让小滑块静止在光滑半圆形容器的最低点,从计算机中得到小滑块对容器的压力随时间变化的关系图象如图乙所示;

③让小滑块沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的之间往复运动,、与竖直方向之间的夹角相等且都为θ(θ<5°)从计算机中得到小滑块对容器的压力随时间变化的关系图象如图丙所示。

请回答以下问题:

(1)小滑块的重量F0为____________N。

(2)为了验证小滑块在最高点A和最低点处的机械能是否相等,则____________。

A.一定得测出小滑块的质量m

B.一定得测出OA与竖直方向的夹角θ

C.一定得知道当地重力加速度g的大小

D.只要知道图乙中的压力F0和图丙中的最小压力F1、最大压力F2的大小

(3)若已经用实验测得了第(2)小问中所需测量的物理量,用R表示半圆形容器的半径,则小滑块从A

点到最低点的过程中重力势能减小______________(用题中所给物理量的符号来表示),动能增加

______________(用题中所给物理量的符号来表示),由测量的数据得到小滑块的机械能__________(填“是”或“不”)守恒的。

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