(2013?安徽)質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時(shí),引力勢(shì)能可表示為Ep=-
GMm
r
,其中G為引力常量,M為地球質(zhì)量.該衛(wèi)星原來(lái)的在半徑為R1的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由于受到極稀薄空氣的摩擦作用,飛行一段時(shí)間后其圓周運(yùn)動(dòng)的半徑變?yōu)镽2,此過(guò)程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為( 。
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(dòng)能,從而得知?jiǎng)幽艿臏p小量,通過(guò)引力勢(shì)能公式求出勢(shì)能的增加量,根據(jù)能量守恒求出熱量.
解答:解:衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由地球的萬(wàn)有引力提供向心力,則
軌道半徑為R1時(shí)  G
Mm
R
2
1
=m
v
2
1
R1
  ①,衛(wèi)星的引力勢(shì)能為EP1=-
GMm
R1
  ②
軌道半徑為R2時(shí) G
Mm
R
2
2
=m
v
2
2
R2
  ③,衛(wèi)星的引力勢(shì)能為EP2=-
GMm
R2
 ④
設(shè)摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q,根據(jù)能量守恒定律得:
  
1
2
m
v
2
1
+EP1=
1
2
m
v
2
2
+EP2+Q  ⑤
聯(lián)立①~⑤得Q=
GMm
2
1
R2
-
1
R1

故選C
點(diǎn)評(píng):本題是信息題,要讀懂引力勢(shì)能的含義,建立衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的模型,根據(jù)萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)、能量守恒定律結(jié)合求解.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2013?安徽模擬)如圖所示,傾角θ=37°的斜面固定在水平面上,一質(zhì)量M=1kg的物塊受平行于斜面向上的輕質(zhì)橡皮筋拉力. F=9N作用,平行于斜面的輕繩一端固定在物塊M上,另一端跨過(guò)光滑定滑輪連接A、B兩個(gè)小物塊,物塊M處于靜止?fàn)顟B(tài).已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,mA=0.2kg,mB=0.3kg,g取l0m/s2.則剪斷A、B間輕繩后,關(guān)于物塊M受到的摩擦力的說(shuō)法中正確的是( sin37°=0.6)(  )

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2013?安徽模擬)如圖所示,光滑的水平面AB與半徑為R=0.32m的光滑豎直半圓軌道BCD在B點(diǎn)相切,D為軌道最高點(diǎn).用輕質(zhì)細(xì)線連接甲、乙兩小球,中間夾一輕質(zhì)彈簧,彈簧與甲乙兩球不栓接.甲球的質(zhì)量為m1=0.lkg,乙球的質(zhì)量為m2=0.3kg,甲、乙兩球靜止在光滑的水平面上.現(xiàn)固定甲球,燒斷細(xì)線,乙球離開(kāi)彈簧后進(jìn)入半圓軌道恰好能通過(guò)D點(diǎn).重力加速度g取l0m/s2,甲、乙兩球可看作質(zhì)點(diǎn).
(l)試求細(xì)線燒斷前彈簧的彈性勢(shì)能.
(2)若甲球不固定,燒斷細(xì)繩,求乙球離開(kāi)彈簧后進(jìn)入半圓軌道能達(dá)到的最大高度.
(3)若同時(shí)給甲、乙兩球向右初速度vo燒斷細(xì)繩,乙球離開(kāi)彈簧后進(jìn)入半圓軌道仍恰好能通過(guò)D點(diǎn).求vo的大。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2013?安徽模擬)光滑的長(zhǎng)直斜面軌道固定在豎直平面內(nèi),與水平軌道BCD連接,水平軌道的BC段粗糙,CD段光滑,一根輕質(zhì)彈簧一端固定在D處的豎直面上,另一端與質(zhì)量為3m的物塊b則好在C點(diǎn)接觸(不連接),彈簧處于水平自然長(zhǎng)度.將質(zhì)量為m的物塊a從斜面軌道上的A點(diǎn)由靜止釋放下滑.物塊a與物塊b第一次碰撞后一起向右壓縮彈簧.已知A點(diǎn)的高度為h,BC=l,物塊a、b與BC段水平軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1=0.25和μ2=0.4,重力加速度為g,物塊a、b均可視為質(zhì)點(diǎn).求:
(1)物塊a第一次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度;
(2)彈簧在形變過(guò)程中,所能獲得的最大彈性勢(shì)能;
(3)試討論釋放點(diǎn)高度h取何值時(shí),a、b能且只能發(fā)生一次碰撞.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2013?安徽)如圖所示,質(zhì)量為M傾角為α的斜面體(斜面光滑且足夠長(zhǎng))放在粗糙的水平地面上,底部與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長(zhǎng)度為l的輕質(zhì)彈簧相連,彈簧的另一端連接著質(zhì)量為m的物塊.壓縮彈簧使其長(zhǎng)度為
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l時(shí)將物塊由靜止開(kāi)始釋放,且物塊在以后的運(yùn)動(dòng)中,斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài).重力加速度為g.
(1)求物塊處于平衡位置時(shí)彈簧的長(zhǎng)度;
(2)選物塊的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn),沿斜面向下為正方向建立坐標(biāo)軸,用x表示物塊相對(duì)于平衡位置的位移,證明物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng);
(3)求彈簧的最大伸長(zhǎng)量;
(4)為使斜面始終處于靜止?fàn)顟B(tài),動(dòng)摩擦因數(shù)μ應(yīng)滿足什么條件(假設(shè)滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力)?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2013安徽宿州泗縣質(zhì)檢)在動(dòng)摩擦因數(shù)m=0.2的粗糙絕緣足夠長(zhǎng)的水平滑漕中,長(zhǎng)為2L的絕緣輕質(zhì)細(xì)桿兩端各連接一個(gè)質(zhì)量均為m的帶電小球A和B,如圖為俯視圖(槽兩側(cè)光滑)。A球的電荷量為+2q,B球的電荷量為-3q(均可視為質(zhì)點(diǎn),也不考慮兩者間相互作用的庫(kù)侖力)。現(xiàn)讓A處于如圖所示的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域MPQN內(nèi),已知虛線MP恰位于細(xì)桿的中垂線,MP和NQ的距離為3L,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E=1.2mg/q,方向水平向右。釋放帶電系統(tǒng),讓A、B從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)(忽略小球運(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的磁場(chǎng)造成的影響)。求:

(1)小球B第一次到達(dá)電場(chǎng)邊界MP所用的時(shí)間;

(2)小球A第一次離開(kāi)電場(chǎng)邊界NQ時(shí)的速度大小

(3)帶電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,B球電勢(shì)能增加量的最大值。

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