(2013?天津三模)物體在萬有引力場中具有的勢能叫做引力勢能.若取兩物體相距無窮遠(yuǎn)時的引力勢能為零,一個質(zhì)量為m0的質(zhì)點距質(zhì)量為M0的引力源中心為r0時,其萬有引力勢能EP=-
GM0m0
r0
(式中G為引力常數(shù)).一顆質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星以半徑為r1圓形軌道環(huán)繞地球飛行,已知地球的質(zhì)量為M,要使此衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑增大為r2,則衛(wèi)星上的發(fā)動機所消耗的最小能量為( 。
分析:求出衛(wèi)星在半徑為r1圓形軌道和半徑為r2的圓形軌道上的動能,從而得知動能的減小量,通過引力勢能公式求出勢能的增加量,根據(jù)能量守恒求出發(fā)動機所消耗的最小能量.
解答:解:根據(jù)萬有引力提供向心力由:G
Mm
r12
=m
v12
r1
,解得EK1=
1
2
mv12=
GMm
2r1

G
Mm
r22
=m
v22
r2
,解得EK2=
1
2
mv22=
GMm
2r2

則動能的減小量為EK=
GMm
2r1
-
GMm
2r2

引力勢能的增加量EP=-
GMm
r2
-(-
GMm
r1
)=
GMm
r1
-
GMm
r2

根據(jù)能量守恒定律,發(fā)動機消耗的最小能量E=△EP-△EK=
GMm
2
(
1
r1
-
1
r2
)
.故B正確,A、C、D錯誤.
故選B.
點評:解決本題的關(guān)鍵得出衛(wèi)星動能和勢能的變化量,從而根據(jù)能量守恒進行求解.
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2
5
h
2
5
h

(2)用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑,如圖b所示的讀數(shù)是
10.50
10.50
mm.

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(2013?天津三模)在用如圖a所示的裝置“驗證機械能守恒定律”的實驗中,打點計時器接在頻率為f的交流電源上,從實驗中打出的幾條紙帶中選出一條理想紙帶,如圖b所示,選取紙帶上打出的連續(xù)4個點A、B、C、D,各點距起始點O的距離分別為S0、S1、S2、S3,已知重錘的質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,則:
(1)從打下起始點O到打下C點的過程中,重錘重力勢能的減少量為Ep減=
mgs2
mgs2
,重錘動能的增加量為Ek增=
m(S3-S1)2f2
8
m(S3-S1)2f2
8


(2)若f=50Hz,且測出s0=1.9mm,s1=7.6mm,s2=17.1mm,s3=30.4mm,可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=
9.5
9.5
m/s2

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