宇航员到了某星球后,做了以下实验,在光滑的圆锥顶用长为L的细线挂一质量为m的小球,圆锥顶角为2a。

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-07
宇航员到了某星球后做了如下实验:如图所示,在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球,圆锥顶角

(1)小球做圆周运动,线的拉力在水平方向的分力提供向心力 Fsinθ=m4π2T2r又因为半径r=Lsinθ解得线的拉力F=m4π2T2L(2)线的拉力在竖直方向的分力与重力平衡,即Fcosθ=mg星解得该星球表面的重力加速度g星=Fcosθm=4π2T2Lcosθ(3)星球的第一宇宙速度即为该星球的近“地”卫星的环绕速度v,设近“地”卫星的质量为m′,根据向心力公式有:m′g星=m′v2R解得v=2πT RLcosθ(4)设星球的质量为M,星球表面的物体的重力等于万有引力有mg星=GMmR2又因为M=ρ?43πR3解得星球的密度ρ=3πLcosθGRT2答:(1)线的拉力为m4π2T2L;(2)该星球表面的重力加速度为4π2T2Lcosθ;(3)该星球的第一宇宙速度为2πT RLcosθ;(4)该星球的密度为3πLcosθGRT2.

(1)小球做匀速圆周运动的半径:r=Lsinθ根据牛顿第二定律:mgtanθ=m4π2T2r解得星球表面重力加速度g=4π2T2Lcosθ(2)对星球表面的一质量为m1的物体,根据万有引力定律和牛顿第二定律:GMm1R2=m1g解得星球的质量M=4π2R2LcosθGT2(3)对绕该星球做匀速圆周运动的“近地”卫星,设其质量为m2,运行速度为v,此速度即为在该星球表面发射卫星所需要的最小发射速度.根据牛顿第二定律:m2g=m2v2R解得:v=2πTRLcosθ答:(1)该星球表面的重力加速度大小为4π2T2Lcosθ;(2)该星球的质量为4π2R2LcosθGT2;(3)在该星球表面发射卫星所需要的最小发射速度为2πTRLcosθ.

对小球,绳子拉力和重力的合力提供向心力。则绳子拉力F=mg/cosα
F向=mgtanα=(m*4π^2*Lsinα)/T^2,则星球重力加速度g=(4π^2*Lsinα)/(T^2*tanα)
第一宇宙速度:mg=mv^2/R,所以v=sqrt(gR)=sqrt((4π^2*R*Lsinα)/(T^2*tanα))
GMm/R^2=mg,所以g=GM/R^2,则星球质量M=gR^2/G,密度p=M/(4πR^3/3)=3M/(4πR^3)=3g/(4πGR)=(3π*Lsinα)/(T^2*tanα*GR)

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    答:由牛顿第二定律得:mg=mv2R,解得:g=bR,故A正确.B、由图象可知,v=0时,FN=a,小球在竖直面内做圆周运动,速度为零的点只可能是在最高点,此时速度为零,mg=FN=a,因为g=bR,则小球质量m=aRb,故B正确.C、若v2=2b.则根据合力提供向心力FN+mg=m2bR,...
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    答:) 3 g R 2 .因为g= 2h t 2 .所以T= 2 π 2 (R+H) 3 t 2 h R 2 .答:(1)此星球表面的重力加速度g= 2h t 2 .(2)此星球的质量为 2h R 2 G t 2 .(3)卫星的运行周期为 2 π 2...
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    答:则对该星球表面上的物体,由牛顿第二定律和万有引力定律得: 解得该星球的质量为 (3)当某个质量为m′的卫星做匀速圆周运动的半径等于该星球的半径R时,该卫星运行的周期T最小,则由牛顿第二定律和万有引力定律: 解得该卫星运行的最小周期 ...
  • 一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面,做如下实验:用不可伸长的...
    答:⑤星球密度: ρ= M V ⑥,由⑤⑥解得: ρ= F 1 - F 2 8πGmR ;答:(1)星球表面的重力加速度为: F 1 - F 2 6m .(2)星球的密度为 F 1 - F 2 8πGmR .
  • 一宇航员到达半径为R,密度均匀的某星球表面,做如下实验,用不可伸长的...
    答:所以该星球表面的重力加速度为g= F 1 7m = F 2 m ,根据万有引力提供向心力得: m v 2 R =mg卫星绕该星球的第一宇宙速度为v= gR = R F 1 7m = R F 2 m ,故B、C正确.D、在星球表面,万有引力近似等于重力 G ...
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    答:运行速度为v,此速度即为在该星球表面发射卫星所需要的最小发射速度.根据牛顿第二定律:m2g=m2v2R解得:v=2πTRLcosθ答:(1)该星球表面的重力加速度大小为4π2T2Lcosθ;(2)该星球的质量为4π2R2LcosθGT2;(3)在该星球表面发射卫星所需要的最小发射速度为2πTRLcosθ.
  • ...一宇航员到达半径为R,密度均匀的某星球表面,做如下实验,用不可伸...
    答:速度为v1,则F1-mg=mv12r设砝码在最高点细线的拉力为F2,速度为v2,则F2+mg=mv22r由机械能守恒定律得 mg2r+12mv22=12mv12联立解得g=F1?F26mF1=7F2,所以该星球表面的重力加速度为F17m.故C正确.D、星球表面的重力加速度为F17m.根据GM=gR2,则M=gR2G=F1R27Gm.故D错误.故选C.
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    答:v 2 2 =mg?2r 解得:F 2 -F 1 =6mg,g= F 2 - F 1 6m .根据GM=gR 2 解得M= R 2 ( F 2 - F 1 ) 6mG .答:该星球的质量为 R 2 ( F 2 - F 1 ) 6mG .