在半徑R=5 000 km的某星球表面，宇航員做了如下實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)裝置如圖15甲所示，豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成，將質(zhì)量m=0.2kg的小球從軌道AB上高H處的某點(diǎn)靜止滑下，用力傳感器測(cè)出小球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力F，改變H的大小，可測(cè)出相應(yīng)的F大小，F(xiàn)隨H的變化關(guān)系如圖15乙所示．求：

1.圓軌道的半徑．

2.該星球的第一宇宙速度．

 

【答案】

 

1.r＝H＝0.2 m

2.5 km/s

【解析】(1)設(shè)該星球表面的重力加速度為g0，圓軌道的半徑為r．當(dāng)H＝0.5 m時(shí)，有：

mg0(H－2r)＝mv02　(2分)

＝mg0　(2分)

解得：r＝H＝0.2 m．　(1分)

(2)當(dāng)H＞0.5 m時(shí)，有：

mg0(H－2r)＝mv2　(1分)

＝mg0＋F　(1分)

即F＝g0(2H－1)　(1分)

由F－H圖象可得：g0＝5 m/s2　(1分)

該星球的第一宇宙速度v＝＝5 km/s．　(1分)

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

閱讀如下資料并回答問題.

自然界中的物體會(huì)不斷向外輻射電磁波,這種輻射因與溫度有關(guān),稱為熱輻射.熱輻射具有如下特點(diǎn)：①輻射的能量中包含各種波長(zhǎng)的電磁波; ②物體溫度越高,單位時(shí)間從物體表面單位面積上輻射的能量越大; ③在輻射的總能量中,各種波長(zhǎng)所占據(jù)的百分比不同.處于一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時(shí)，也要吸收由其他物體輻射的電磁能量，如果它處于平衡狀態(tài)，則能量保持不變.若不考慮物體表面性質(zhì)對(duì)輻射與吸收的影響,我們定義一種理想的物體,它能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射,這樣的物體稱為黑體.單位時(shí)間內(nèi)從黑體表面單位面積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對(duì)溫度的四次方成正比，即P0=σ·T4.其中常量σ=5.67×10-8 W/(m2·K4).

在下面的問題中,把研究對(duì)象都簡(jiǎn)單地看作黑體.

有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式：太陽半徑R=696 000 km,太陽表面溫度T=5 770 K,球面積S=4πR2,其中R為球半徑.

(1)太陽熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長(zhǎng)為2×10-7 m—1×10-5 m范圍內(nèi),求相應(yīng)的頻率范圍.

(2)每小時(shí)從太陽表面輻射的總能量為多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：

在半徑R=5 000 km的某星球表面，宇航員做了如下實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)裝置如圖15甲所示，豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成，將質(zhì)量m=0.2kg的小球從軌道AB上高H處的某點(diǎn)靜止滑下，用力傳感器測(cè)出小球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力F，改變H的大小，可測(cè)出相應(yīng)的F大小，F(xiàn)隨H的變化關(guān)系如圖15乙所示．求：

1.圓軌道的半徑．

2.該星球的第一宇宙速度．

 

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科目：高中物理 來源：2014屆甘肅省高三上學(xué)期期中考試?yán)砜凭C合物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

（18分）在半徑R＝5 000 km的某星球表面，宇航員做了如下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成，將質(zhì)量m＝0.2 kg的小球，從軌道AB上高H處的某點(diǎn)由靜止滑下，用力傳感器測(cè)出小球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力F，改變H的大小，可測(cè)出相應(yīng)的F大小，F(xiàn)隨H的變化關(guān)系如圖乙所示．求：

 

(1)圓軌道的半徑及星球表面的重力加速度．

(2)該星球的第一宇宙速度．

(3)從軌道AB上高H處的某點(diǎn)由靜止釋放小球，要使小球不脫離軌道，H的范圍是多少？

 

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科目：高中物理 來源：模擬題 題型：計(jì)算題

在半徑R=5 000 km的某星球表面，宇航員做了如下實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示。豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成，將質(zhì)量m=0.2 kg的小球，從軌道AB上高H處的某點(diǎn)靜止滑下，用力傳感器測(cè)出小球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力F，改變H的大小，可測(cè)出相應(yīng)的F大小，F(xiàn)隨H的變化關(guān)系如圖(b)所示。求：
（1）圓軌道的半徑及星球表面的重力加速度；
（2）該星球的第一宇宙速度。

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