题目内容
已知地球半径为R,引力常量为G,地球表面的重力加速度为g。不考虑地球自转的影响。
(1)推导第一宇宙速度v的表达式;
(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为h,飞行n圈,所用时间为t,求地球的平均密度。
(1)
(2)![]()
【解析】
试题分析:(1)设卫星的质量为m,地球的质量为M,由于不考虑地球自转的影响,当卫星在地球表面时受到的万有引力近似等于重力,即![]()
在地球表面附近的运行卫星,其轨道半径近似等于地球半径,万有引力提供向心力,根据万有引力定律和牛顿第二定律得:![]()
以上两式联立解得:第一宇宙速度v的表达式为![]()
(2)设卫星圆轨道上运行周期为T,由题意得![]()
卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力定律和牛顿第二定律得
,解得地球的质量为:![]()
又地球体积
,所以地球的平均密度
。
考点:考查了万有引力定律的应用
(2014?盐城三模)为测量木块与木板间的动摩擦因数,将木反倾斜,木块以不同的初速度沿木板向上滑到最高点后再返回,用光电门测量木块来回的速度,用刻度尺测量向上运动的最大距离,为确定木块向上运动的最大高度,让木块推动轻质卡到最高点,记录这个位置,实验装置如图甲所示.
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(1)本实验中,下列操作合理的是
A.遮光条的宽度应尽量小些
B.实验前将轻质卡置于光电门附近
C.为了实验成功,木块的倾角必须大于某一值
D.光电门与轻质卡最终位置间的距离即为木块向上运动的最大距离
(2)用螺旋测微器测量遮光条的宽度,如图乙所示读数为 mm.
(3)改变木块的初速度,测量出它向上运动的最大距离与木块来回经过光电门时速度的平方差,结果如下表所示,试在丙图坐标纸上作出△v2﹣x的图象,经测量木板倾角的余弦值为0.6,重力加速度取g=9.80m/s2,则木块与木板间的动摩擦因数为 (结果保留两位有效数字).
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
X/cm | 16.0 | 36.0 | 60.0 | 70.0 | 88.0 |
△v2/m2s﹣2 | 0.04 | 0.09 | 0.15 | 0.19 | 0.22 |
(4)由于轻质卡的影响,使得测量的结果 (选填“偏大”或“偏小”).