【題目】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時的引力勢能為零，一個質量為的質點距質量為的引力源中心為時，其萬有引力勢能（式中為引力常數(shù)）．如圖所示，一顆質量為的人造地球衛(wèi)星在離地面高度為的圓形軌道上環(huán)繞地球飛行，已知地球的質量為，地球半徑為．求

（1）該衛(wèi)星在距地面高度為的圓軌道上繞地球做勻速圓周運動時衛(wèi)星的周期為多少？

（2）該衛(wèi)星在距地面高度為的圓軌道上繞地球做勻速圓周運動時衛(wèi)星的動能為多少？

（3）假定該衛(wèi)星要想掙脫地球引力的束縛，衛(wèi)星發(fā)動機至少要做多少功？

【答案】（1）（2）（3）

【解析】試題分析：（1）由萬有引力提供向心力，然后結合牛頓第二定律即可求出衛(wèi)星的周期；（2）由萬有引力提供向心力，然后結合牛頓第二定律即可求出衛(wèi)星的動能；（3）衛(wèi)星發(fā)動機做的功，至少要使衛(wèi)星脫離地球的重力勢能的影響．

（1）質量為m的人選地球衛(wèi)星在離地面高度為的圓形軌道環(huán)繞地球飛行

萬有引力提供向心力，得：

所以衛(wèi)星的周期：

（2）根據(jù)萬有引力提供向心力，得：

衛(wèi)星的動能：

（3）根據(jù)引力勢能的表達式：

地球表面的衛(wèi)星的重力勢能：

以無窮遠外引力勢能為零，衛(wèi)星發(fā)動機做的功，至少要使衛(wèi)星脫離地球的影響，到達重力勢能的地位，所以發(fā)動機做功的最小值：

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，B是豎直平面內四分之一圓周軌道的最低點，由于圓軌道的動摩擦因數(shù)是變化的，小球從A到B做勻速圓周運動。在小球從A到B的運動過程中，下列說法中正確的是（ ）

A. 小球的加速度為零 B. 小球所受到的支持力大小逐漸增大

C. 小球所受到的合力不變 D. 從A到B小球與接觸面間動摩擦因數(shù)逐漸增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線是用實驗方法描繪出的某一靜電場的一簇等勢線及其電勢的值，一帶電粒子只在電場力作用下飛經(jīng)該電場時，恰能沿圖中的實線從A點飛到C點，則下列判斷正確的是（ ）

A. 粒子帶負電

B. 粒子在A點的電勢能大于在C點的電勢能

C. A點的加速度大于C點的加速度

D. 粒子從A點到B點電場力所做的功大于從B點到C點電場力所做的功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，、兩物塊的質量分別為和，靜止疊放在水平地面上．、間的動摩擦因數(shù)為，與地面間的動摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為．現(xiàn)對施加一水平拉力，則（ ）

A. 當時，、都相對地面靜止

B. 當時，的加速度為

C. 當時，相對滑動

D. 無論為何值，的加速度不會超過

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲是2012年我國運動員在倫敦奧運會上蹦床比賽中的一個情景。設這位蹦床運動員僅在豎直方向上運動，運動員的腳在接觸蹦床過程中，蹦床對運動員的彈力F隨時間t的變化規(guī)律通過傳感器用計算機繪制出來，如圖乙所示。取g= 10m/s2，根據(jù)F-t圖象分析求解：

（1）運動員的質量；

（2）運動員在運動過程中的最大加速度；

（3）在不計空氣阻力情況下，運動員重心離開蹦床上升的最大高度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理小組的同學設計了一個粗制玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗.所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為）.完成下列填空：

（1）將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖（a）所示，托盤秤的示數(shù)為1.00kg；

（2）將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數(shù)如圖（b）所示，該示數(shù)為_____kg；

（3）將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點后滑向另一側，此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：

（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為_____N；小車通過最低點時的速度大小為_______。（重力加速度大小取，計算結果保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為θ的斜面上有A、B、C三點，現(xiàn)從這三點分別以不同的初速度水平拋出一小球，三個小球均落在斜面上的D點，今測得AB＝BC＝CD，不計空氣阻力，由此可以判斷( )

A. 從A、B、C處拋出的三個小球運動時間之比為

B. 從A、B、C處拋出的三個小球落在斜面上時速度與斜面的夾角相同

C. 從A、B、C處拋出的三個小球的初速度大小之比為3 ：2 ：1

D. 從A、B、C處拋出的三個小球距斜面最遠時速度方向與水平方向夾角的正切值之比為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖甲是“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置圖，下面一些實驗步驟：

A.用天平測出重物和夾子的質量

B.把打點計時器用鐵夾固定在放到桌邊的鐵架臺上，使兩個限位孔在同一豎直面內

C.把打點計時器接在交流電源上，電源開關處于斷開狀態(tài)

D.將紙帶穿過打點計時器的限位孔，上端用手提著，下端夾上系住重物的夾子，讓重物靠近打點計時器，處于靜止狀態(tài)

E.接通電源，待計時器打點穩(wěn)定后釋放紙帶，再斷開電源

F.用秒表測出重物下落的時間

G.更換紙帶，重新進行實驗

(1)對于本實驗，以上不必要的步驟是____________。

(2)圖乙為實驗中打出的一條紙帶，O 為打出的第一個點，A、B、C 為從適當位置開始選取的三個連續(xù)點（其它點未畫出），打點計時器每隔 0.02s 打一個點，若重物的質量為 0.5kg，當?shù)刂亓铀俣热?/span> g=9.8m/s2，由圖乙所給的數(shù)據(jù)算出（結果保留兩位有效數(shù)字）：

①在紙帶上打下計數(shù)點B的速度為_________m/s；

②從 O 點下落到 B 點的過程中，重力勢能的減少量為_________J；打 B 點時重物的動能為_________J；

（3）實驗中發(fā)現(xiàn)重力勢能的減少量______動能的增加量（填“略大于”或者 “略小于”或者“等于”）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（6分）某同學設計了一個研究平拋運動的實驗裝置，如圖在水平桌面上放置一個斜面，讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，鋼球滾過桌邊后便做平拋運動。在鋼球拋出后經(jīng)過的地方放置一塊水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通過豎直標尺讀出，木板可以上下自由調節(jié)。在木板上固定一張白紙。該同學在完成裝置安裝后進行了如下步驟的實驗：

A．實驗前在白紙上畫一條直線，并在線上標出a，b，c三點，且ab＝bc＝20.00cm，如圖。

B．讓鋼球從斜面上的某一位置由靜止?jié)L下，調節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中a點，記下此時木板與桌面的高度差h1＝h.

C．讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中b點，記下此時木板與桌面的高度差h2＝h＋10.00(cm)。

D．讓鋼球從斜面上的同一位置由靜上滾下，調節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中c點，記下此時木板與桌面的高度差h3＝h＋30.00(cm)。

則該同學由上述測量結果即可粗測出鋼球的平拋初速度大小v0＝______m/s，鋼球擊中b點時其豎直分速度大小為vby＝______m/s。已知鋼球的重力加速度為g＝10m/s2，空氣阻力不計。（結果保留三位有效數(shù)字）

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