如圖所示,質(zhì)量分別為m和M的兩個星球A和B在引力作用下都繞O點做勻速圓周運動,星球A和B兩者中心之間距離為L.已知A、B的中心和O三點始終共線,A和B分別在O的兩側(cè).引力常數(shù)為G.

(1)求兩星球做圓周運動的周期.
(2)在地月系統(tǒng)中,若忽略其他星球的影響,可以將月球和地球看成上述星球A和B,月球繞其軌道中心運行的周期記為T1.但在近似處理問題時,常常認為月球是繞地心做圓周運動的,這樣算得的運行周期為T2.已知地球和月球的質(zhì)量分別為5.98×1024 kg和7.35×1022 kg.求T2與T1兩者平方之比.(結(jié)果保留三位小數(shù))
(1)2π (2)1.01
(1)mω2r=Mω2R,r+R=L,聯(lián)立解得
R=L,r=L
對A根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律得
=mL,得T=2π.
(2)將地月看成雙星,由(1)得T1=2π
將月球看作繞地心做圓周運動,根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律得=m,L化簡得T2=2π,所以兩種周期的平方比值為=1.01.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(14分)如圖殲-15艦載機成功著陸“遼寧號”航母。若殲-15飛機以v0=50m/s的水平速度著陸甲板所受其它水平阻力(包括空氣和摩擦阻力)恒為1×105N,殲-15飛機總質(zhì)量m=2.0×104kg。設殲-15在起、降訓練中航母始終靜止,取g=10m/s2

(1)飛機著艦后,若僅受水平阻力作用,航母甲板至少多長才能保證飛機不滑到海里?
(2)在阻攔索的作用下,飛機勻減速滑行50m停下,求阻攔索的作用力大小。
(3)“遼寧號”航母飛行甲板水平,但前端上翹,水平部分與上翹部分平滑連接,連接處D點可看作圓弧上的一點,圓弧半徑為R=100m,飛機起飛時速度大容易升空,但也并非越大越好。已知飛機起落架能承受的最大作用力為飛機自重的11倍,求飛機安全起飛經(jīng)過圓弧處D點的最大速度?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一個自由下落的小球,從它接觸彈簧開始到彈簧壓縮到最短的過程中,小球的速度和所受合外力的變化情況為(   )
A.速度一直變小直到零
B.速度先變大,然后變小直到為零
C.合外力一直變小,方向向上
D.合外力先變小后變大,方向先向下后向上

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(16分)如圖所示,兩根豎直放置的足夠長的光滑平行金屬導軌間距為l,導軌上端接有電阻R和一個理想電流表,導軌電阻忽略不計。導軌下部的勻強磁場區(qū)域有虛線所示的水平上邊界,磁場方向垂直于金屬導軌平面向外。質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿MN,從距磁場上邊界h處由靜止開始沿著金屬導軌下落,金屬桿進入磁場后,流經(jīng)電流表的電流逐漸減小,最終穩(wěn)定為I。金屬桿下落過程中始終與導軌垂直且接觸良好。已知重力加速度為g,不計空氣阻力。求:

(1)磁感應強度B的大;
(2)電流穩(wěn)定后金屬桿運動速度的大;
(3)金屬桿剛進入磁場時,M、N兩端的電壓大小。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(14分)如圖,可看作質(zhì)點的小物塊放在長木板正中間,已知長木板質(zhì)量為M=4kg,長度為L=2m,小物塊質(zhì)量為m=1kg,長木板置于光滑水平地面上,兩物體皆靜止,F(xiàn)在用一大小為F的水平恒力作用于小物塊上,發(fā)現(xiàn)只有當F超過2.5N時,才能讓兩物體間產(chǎn)生相對滑動。設兩物體間的最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力大小,重力加速度g=10m/s2,試求:

(1)小物塊和長木板間的動摩擦因數(shù)。
(2)若一開始力F就作用在長木板上,且F=12N,則小物塊經(jīng)過多長時間從長木板上掉下?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

在如圖所示的豎直平面內(nèi),物體A和帶正電的物體B用跨過定滑輪的絕緣輕繩連接,分別靜止于傾角θ=37°的光滑斜面上的M點和粗糙絕緣水平面上,輕繩與對應平面平行.勁度系數(shù)k=5 N/m的輕彈簧一端固定在O點,一端用另一輕繩穿過固定的光滑小環(huán)D與A相連,彈簧處于原長,輕繩恰好拉直,DM垂直于斜面.水平面處于場強E=5×104 N/C、方向水平向右的勻強電場中.已知A、B的質(zhì)量分別為mA=0.1 kg和mB=0.2 kg,B所帶電荷量q=+4×10-6 C.設兩物體均視為質(zhì)點,不計滑輪質(zhì)量和摩擦,繩不可伸長,彈簧始終在彈性限度內(nèi),B電荷量不變.取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.

(1)求B所受靜摩擦力的大。
(2)現(xiàn)對A施加沿斜面向下的拉力F,使A以加速度a=0.6 m/s2開始做勻加速直線運動.A從M到N的過程中,B的電勢能增加了ΔEp=0.06 J.已知DN沿豎直方向,B與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4.求A到達N點時拉力F的瞬時功率.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

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A.B的速度立刻發(fā)生變化,A的速度不變
B.B的加速度立刻發(fā)生變化,A的加速度不變
C.A的加速度一定小于重力加速度g
D.B的加速度一定大于重力加速度g

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

F1、F2兩力分別作用于同一物體,產(chǎn)生的加速度大小分別為a1=2m/s2和a2=3m/s2,若兩力同時作用于該物體,其加速度大小可能為:  
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

傾角為的光滑斜面上,一勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接質(zhì)量分別為m1、m2的甲、乙兩小物塊.開始時,兩物塊在光滑擋板作用下靜止在斜面上.現(xiàn)作用在乙物塊一平行于斜面向上的力,使乙物塊以加速度a勻加速運動.問

(1)經(jīng)多長時間物塊甲離開擋板?
(2)從開始到物塊甲恰好離開擋板的過程中,作用在乙物塊上的力的最大值和最小值分別是多大?

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