题目内容

(1)甲、乙两颗绕地球作匀速圆周运动人造卫星,其线速度大小之比为
2
:1
,则这两颗卫星的运转半径之比为
 
,运转周期之比为
 
.
(2)在光滑水平面上沿x轴正方向作直线运动的物体A质量为m1,速度为v1=2m/s;另一个物体B质量为m2,以v2=4m/s的速率沿x轴负方向迎面向A运动,若两物体相碰后粘在一起并且恰好停止运动,则m1:m2=
 
;若两物体相碰后粘在一起并以v'=1m/s的速度沿x轴正方向运动,则m1:m2=
 
.
分析:(1)根据卫星受到的万有引力等于向心力G
Mm
r2
=m
v2
r
=m
4π2
T2
r
,列式求解;
(2)以A、B组成的系统为研究对象,在水平方向运用动量守恒定律列方程求解.
解答:解:(1)根据万有引力提供向心力,F万=F向.
G
Mm
r2
=m
v2
r
=m
4π2
T2
r

所以:v=
GM
r

T=2π
r3
GM 

故:
r1
r2
=
v22
v12
=
1
2

T1 
T2
=(
r1
r2
)
3
2
=
1
2
2

故答案为:1:2,1:2
2
.
(2)以A、B组成的系统为研究对象,
①若两物体相碰后粘在一起并且恰好停止运动
由水平方向上动量守恒得
m1v1=m2v2
所以
m1
m2
=
v2
v1
=
4
2
=
2
1

②若两物体相碰后粘在一起并以v'=1m/s的速度沿x轴正方向运动
由水平方向上动量守恒得
m1v1-m2v2=(m1+m2)v′
所以2m1-4m2=m1+m2
m1=5m2
m1
m2
=
5
1

故答案为:2:1,5:1.
点评:本题关键抓住系统动量守恒,根据动量守恒定律列式求解,但是要知道动量是矢量,要注意方向.此题属于中档题.
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