精品解析:四川省泸州市泸州老窖天府中学2024-2025学年高一下学期第一学月考试物理试卷
2026-08-01
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 泸州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.81 MB |
| 发布时间 | 2026-08-01 |
| 更新时间 | 2026-08-01 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59044674.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
泸州老窖天府中学高2023级高一下期第一学月考试
1. 物理学的发展促进了人类文明的进步,其中离不开科学家所做出的重要贡献.下列叙述符合物理学史实的是( )
A. 第谷利用“月-地检验”证实了万有引力定律的正确性
B. 牛顿发现了万有引力定律并成功地测出了引力常量的值
C. 卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的值
D. 开普勒观测行星运动并积累大量的数据,多年研究后揭示了行星运动的有关规律
2. 2022年2月5日,中国队获得北京冬奥会短道速滑项目混合团体接力冠军。短道速滑是在长度较短的跑道上进行的冰上竞速运动。如图所示,将运动员在短时间内的某一小段运动看作匀速圆周运动,则关于该小段运动下列说法正确的是( )
A. 运动员受到冰面的恒力作用,做匀速运动
B. 运动员受到冰面的恒力作用,做匀变速运动
C. 运动员受到冰面的变力作用,做变加速运动
D. 运动员受到冰面的变力作用,做匀变速运动
3. 如图所示是“嫦娥三号”环月变轨的示意图.在Ⅰ圆轨道运行的“嫦娥三号”通过变轨后绕Ⅱ圆轨道运行,则下列说法中正确的是( )
A. “嫦娥三号”在Ⅰ轨道的线速度大于在Ⅱ轨道的线速度
B. “嫦娥三号”在Ⅰ轨道的角速度大于在Ⅱ轨道的角速度
C. “嫦娥三号”在Ⅰ轨道的运行周期大于在Ⅱ轨道的运行周期
D. “嫦娥三号”由Ⅰ轨道通过加速才能变轨到Ⅱ轨道
4. 如图所示,两根长度不同的细线上端固定在天花板上的同一点,下端分别系着完全相同的小钢球1、2.现使两个小钢球在同一水平面内做匀速圆周运动。下列说法中正确的是( )
A. 球1受到的拉力比球2受到的拉力小 B. 球1的向心力比球2的向心力小
C. 球1的运动周期比球2的运动周期大 D. 球1的线速度比球2的线速度大
5. 如图所示,下列有关生活中圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A. 甲图中,汽车通过凹形桥的最低点时,速度不能超过
B. 乙图中,“水流星”匀速转动过程中,在最低处水对桶底的压力最大
C. 丙图中,火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对内轮缘会有挤压作用
D. 丁图中,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A、B两位置小球向心加速度不相等
6. 在利用探测器探测石油的过程中,遇到空腔或者其他物质时,引力会发生变化,引起该区域重力加速度的大小和方向发生微小的变化,以此来探寻石油区域的位置。简化模型如图所示,一个质量均匀分布的半径为R的球体对球外质点P的万有引力为F,如果在球体中央挖去半径为r的一部分球体,且,则原球体剩余部分对质点P的万有引力变为( )
A. B. C. D.
7. 2015年3月5日,国务院总理李克强在十二届全国人民代表大会上所做的政府工作报告中提到:“超级计算、探月工程、卫星应用等重大科研项目取得新突破”。若已知地球的半径为R,赤道上物体随地球自转的加速度为a1,第一宇宙速度为v1;地球同步卫星的轨道半径为r,向心加速度为a2,运动速率为v2,下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
8. 一质量m = 1 kg的质点静止于光滑水平面上,从t = 0时起,第1秒内受到F=2N的水平外力作用,第2秒内受到同方向的F=1N的外力作用。下列判断正确的是( )
A. 第1秒末的瞬时速度是2m/s
B. 第2秒内的位移是2m
C. 第2秒内外力所做的功是1.25J
D. 0~2s内外力的平均功率是2.25W
9. 如图所示的皮带传动装置,主动轮上两轮的半径分别为和r,从动轮的半径为,A、B、C分别为轮缘上的三点,设皮带不打滑,则下列说法正确的是( )
A. A、B、C三点的转速大小之比
B. A、B、C三点的线速度大小之比
C. A、B、C三点的角速度之比
D. A、B、C三点的加速度之比
10. 如图所示,某航天器围绕一颗半径为R的行星做匀速圆周运动,其环绕周期为T,经过轨道上A点时发出了一束激光,与行星表面相切于B点,若测得激光束AB与轨道半径AO夹角为θ,引力常量为G,不考虑行星的自转,下列说法正确的是( )
A. 行星的质量为
B. 行星的平均密度为
C. 行星表面的重力加速度为
D. 行星赤道表面随行星自转做匀速圆周运动的线速度为
11. 如图所示,匀速转动的水平圆盘上放有质量均为的物体间用细线沿半径方向相连。它们到转轴的距离分别为和,与盘面间的最大静摩擦力均为其重力的倍,取。现缓慢增大圆盘的角速度,则下列说法正确的是( )
A. 当细线上开始有弹力时,圆盘的角速度为
B. 当A达到最大静摩擦力时,B受到的摩擦力大小为
C. 当A恰好达到最大静摩擦力时,圆盘的角速度为
D. 在细线上有弹力后的某时刻剪断细线,A将做向心运动,B将做离心运动
12. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系:
(1)下列实验的实验方法与本实验相同的是________(填写正确选项前的字母)
A.伽利略对自由落体的研究
B.探究牛顿第二定律
C.验证力的平行四边形定则
(2)在某次实验中,某同学把两个质量相等的钢球放在A、位置,到塔轮中心距离相同,将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄,观察左右露出的刻度,此时可研究向心力的大小与的关系________
A.质量 B.角速度 C.半径
(3)在(2)的实验中,某同学匀速转动手柄时,左边标尺露出1格,右边标尺露出4格,则皮带连接的左、右塔轮半径之比为________
13. 为了探究平抛运动的规律,某同学用如图(a)所示的装置进行实验。
(1)为了准确地描绘出平抛运动的轨迹,下列要求合理的是 。
A. 小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 斜槽轨道末端必须水平
D. 本实验必需的器材还有刻度尺和停表
(2)甲同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹,以平抛运动的初始位置O为坐标原点建立坐标系,如图(b)所示。若坐标纸中每个小方格的边长为L,根据图中M点的坐标值,小球平抛运动的初速度___________。(重力加速度为g)
(3)乙同学不小心将记录实验的坐标纸弄破损,导致平抛运动的初始位置缺失。他选取轨迹中任意一点O为坐标原点,建立坐标系(x轴沿水平方向、y轴沿竖直方向),如图(c)所示。在轨迹中选取A、B两点,坐标纸中每个小方格的边长仍为L,重力加速度为g。由此可知:小球从O点运动到A点所用时间与从A点运动到B点所用时间的大小关系为:___________(选填“>”“<”或“=”);小球平抛运动的初速度___________。
14. 如图所示,质量的滑雪运动员从高度的坡顶由静止下滑,斜坡的倾角,滑雪板与雪面之间的动摩擦因数,g取,装备质量不计,则运动员滑至坡底的过程中:
(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功?
(2)各力对运动员做的总功是多少?
(3)滑支底端时重力的瞬时功率和平均功率各是多少?(结果可保留根号)
15. 如图所示,A是地球的同步卫星。另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内,离地面高度为h。已知地球半径为R,地球自转角速度为ω0,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,O为地球中心。
(1)求地球的质量:
(2)求卫星B的运行周期;
(3)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同,某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上),则至少经过多长时间,它们再一次相距最近?至少经过多长时间,它们第一次相距最远?
16. 小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为3kg的小球,绳子能承受最大拉力为110N,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行一段水平距离后落地,如图所示已知握绳的手离地面高度为4m,手与球之间的绳长为3m,重力加速度为,忽略手的运动半径和空气阻力.
求绳断时球的速度大小;
求球落地时的速度大小v2?
改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应为多少?最大水平距离为多少?
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泸州老窖天府中学高2023级高一下期第一学月考试
1. 物理学的发展促进了人类文明的进步,其中离不开科学家所做出的重要贡献.下列叙述符合物理学史实的是( )
A. 第谷利用“月-地检验”证实了万有引力定律的正确性
B. 牛顿发现了万有引力定律并成功地测出了引力常量的值
C. 卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的值
D. 开普勒观测行星运动并积累大量的数据,多年研究后揭示了行星运动的有关规律
【答案】C
【解析】
【详解】A.牛顿利用“月-地检验”证实了万有引力定律的正确性,故A错误;
BC.成功测出了引力常量值的是卡文迪许,卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的值,故B错误,C正确;
D.第谷观测行星运动并积累大量的数据,开普勒研究后揭示了行星运动的有关规律,故D错误。
2. 2022年2月5日,中国队获得北京冬奥会短道速滑项目混合团体接力冠军。短道速滑是在长度较短的跑道上进行的冰上竞速运动。如图所示,将运动员在短时间内的某一小段运动看作匀速圆周运动,则关于该小段运动下列说法正确的是( )
A. 运动员受到冰面的恒力作用,做匀速运动
B. 运动员受到冰面的恒力作用,做匀变速运动
C. 运动员受到冰面的变力作用,做变加速运动
D. 运动员受到冰面的变力作用,做匀变速运动
【答案】C
【解析】
【详解】运动员在短时间内做匀速圆周运动,重力和冰面作用力的合力提供向心力,向心力大小不变但方向时刻改变,而运动员的重力始终不变,所以运动员受到冰面的变力作用,做变加速运动。
故选C。
3. 如图所示是“嫦娥三号”环月变轨的示意图.在Ⅰ圆轨道运行的“嫦娥三号”通过变轨后绕Ⅱ圆轨道运行,则下列说法中正确的是( )
A. “嫦娥三号”在Ⅰ轨道的线速度大于在Ⅱ轨道的线速度
B. “嫦娥三号”在Ⅰ轨道的角速度大于在Ⅱ轨道的角速度
C. “嫦娥三号”在Ⅰ轨道的运行周期大于在Ⅱ轨道的运行周期
D. “嫦娥三号”由Ⅰ轨道通过加速才能变轨到Ⅱ轨道
【答案】C
【解析】
【详解】航天器绕星球做匀速圆周运动万有引力提供圆周运动向心力,由此可知:=
A、线速度知,I轨道上半径大,线速度小,故A错误;
B、角速度ω=知,I轨道上半径大,角速度小,故B错误;
C、周期T=知,I轨道上半径大,周期大,故C正确;
D、卫星在较高轨道上到较低轨道上运动时,变轨时是在较高轨道上减速,使得万有引力大于在该轨道上做匀速圆周运动的向心力,从而做向心运动而减小轨道半径,故D错误.
故选C.
点睛:利用向心力公式解题,从=,除了周期随着半径的增大而增大外,而加速度、线速度、角速度都是随着半径的增大而减小的.
4. 如图所示,两根长度不同的细线上端固定在天花板上的同一点,下端分别系着完全相同的小钢球1、2.现使两个小钢球在同一水平面内做匀速圆周运动。下列说法中正确的是( )
A. 球1受到的拉力比球2受到的拉力小 B. 球1的向心力比球2的向心力小
C. 球1的运动周期比球2的运动周期大 D. 球1的线速度比球2的线速度大
【答案】D
【解析】
【详解】A.对球进行受力分析得,如下图所示,所以细线的拉力为
而球1对应的θ较大,故它对应的cosθ就会较小,所以球1的细线的拉力较大,故A错误;
B.因为球的向心力为
F向=mgtanθ
而球1的θ较大,故它对应的tanθ就会较大,所以球1的向心力较大,故B错误;
C.由向心力公式可知
设悬点到圆心的距离为h,则R=htanθ,所以周期为
所以二者的周期相同,故C错误;
D.由于周期相同,则角速度相同,根据v=Rω可知球1的线速度比球2的线速度大,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,下列有关生活中圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A. 甲图中,汽车通过凹形桥的最低点时,速度不能超过
B. 乙图中,“水流星”匀速转动过程中,在最低处水对桶底的压力最大
C. 丙图中,火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对内轮缘会有挤压作用
D. 丁图中,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A、B两位置小球向心加速度不相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.汽车通过凹形桥的最低点时为超重,速度大小可以超过,A错误;
B.“水流星”匀速转动过程中,在最低处桶底对水的支持力为,则
得
由牛顿第三定律得,水对桶底的压力大小为
在最高处桶底对水的压力为,则
由牛顿第三定律得,在最高处水对桶底的压力大小为
所以在最低处水对桶底的压力最大,B正确;
C.丙图中,火车转弯超过规定速度行驶时,重力和支持力的合力不够提供向心力,外轨受到挤压,C错误;
D.丁图中,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,设筒臂和竖直方向的夹角为,则
得
所以A、B两位置小球向心加速度相等,D错误。
故选B。
6. 在利用探测器探测石油的过程中,遇到空腔或者其他物质时,引力会发生变化,引起该区域重力加速度的大小和方向发生微小的变化,以此来探寻石油区域的位置。简化模型如图所示,一个质量均匀分布的半径为R的球体对球外质点P的万有引力为F,如果在球体中央挖去半径为r的一部分球体,且,则原球体剩余部分对质点P的万有引力变为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设质点与原球体球心相距l,万有引力为F,则
在球体中央挖去半径为r的一部分球体后,质点与原球体剩余部分之间的万有引力
故选C。
7. 2015年3月5日,国务院总理李克强在十二届全国人民代表大会上所做的政府工作报告中提到:“超级计算、探月工程、卫星应用等重大科研项目取得新突破”。若已知地球的半径为R,赤道上物体随地球自转的加速度为a1,第一宇宙速度为v1;地球同步卫星的轨道半径为r,向心加速度为a2,运动速率为v2,下列关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB.地球同步卫星和地球自转的周期的相同,即运动角速度相同,故根据公式
可得
A正确,B错误;
CD.第一宇宙速度为地面附近的环绕速度,即运动半径为R的轨道的速度,故有
解得
对于同步卫星有
解得
故
CD错误。
故选A。
8. 一质量m = 1 kg的质点静止于光滑水平面上,从t = 0时起,第1秒内受到F=2N的水平外力作用,第2秒内受到同方向的F=1N的外力作用。下列判断正确的是( )
A. 第1秒末的瞬时速度是2m/s
B. 第2秒内的位移是2m
C. 第2秒内外力所做的功是1.25J
D. 0~2s内外力的平均功率是2.25W
【答案】AD
【解析】
【详解】A.在0-1s内的加速度
在1-2s内的加速度
第1秒末的瞬时速度是
v1=at1=2m/s
选项A正确;
B.第2秒内的位移是
选项B错误;
C.第2秒内外力所做的功是
选项C错误;
D.0-1s内外力的功
0~2s内外力的平均功率是
选项D正确。
故选AD。
9. 如图所示的皮带传动装置,主动轮上两轮的半径分别为和r,从动轮的半径为,A、B、C分别为轮缘上的三点,设皮带不打滑,则下列说法正确的是( )
A. A、B、C三点的转速大小之比
B. A、B、C三点的线速度大小之比
C. A、B、C三点的角速度之比
D. A、B、C三点的加速度之比
【答案】BC
【解析】
【详解】BC.由题可知,有
,
根据公式可知
故A、B、C三点的线速度大小之比为
A、B、C三点的角速度之比为
故BC正确;
A.根据
可知A、B、C三点的转速之比为
故A错误;
D.由加速度公式可知,A、B、C三点的加速度之比为
故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,某航天器围绕一颗半径为R的行星做匀速圆周运动,其环绕周期为T,经过轨道上A点时发出了一束激光,与行星表面相切于B点,若测得激光束AB与轨道半径AO夹角为θ,引力常量为G,不考虑行星的自转,下列说法正确的是( )
A. 行星的质量为
B. 行星的平均密度为
C. 行星表面的重力加速度为
D. 行星赤道表面随行星自转做匀速圆周运动的线速度为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.航天器匀速圆周运动的周期为T,那么可以得到匀速圆周运动的线速度为
再根据万有引力提供向心力
解得
故A正确;
B.球体积为
所以平均密度为
故B正确;
C.行星表面,根据重力等于万有引力可知
解得
故C正确;
D.根据已知条件无法求出行星赤道表面随行星自转做匀速圆周运动的线速度,故D错误。
故选ABC。
11. 如图所示,匀速转动的水平圆盘上放有质量均为的物体间用细线沿半径方向相连。它们到转轴的距离分别为和,与盘面间的最大静摩擦力均为其重力的倍,取。现缓慢增大圆盘的角速度,则下列说法正确的是( )
A. 当细线上开始有弹力时,圆盘的角速度为
B. 当A达到最大静摩擦力时,B受到的摩擦力大小为
C. 当A恰好达到最大静摩擦力时,圆盘的角速度为
D. 在细线上有弹力后的某时刻剪断细线,A将做向心运动,B将做离心运动
【答案】AB
【解析】
【详解】A.根据题意可知,当细线上开始有弹力时,此时B物体受到最大摩擦力,由牛顿第二定律
解得
故A正确;
B.当增大原盘的角速度,B先达到最大静摩擦力,所以A达到最大静摩擦力时,B受摩擦力也最大大小为
故B正确;
C.当A恰好达到最大静摩擦力时,圆盘的角速度为,此时细线上的拉力为,则由牛顿第二定律,对B有
对A有
联立解得
故C错误;
D.某时刻剪断细线,A物体摩擦力减小,随原盘继续做圆周运动,B不在受细线拉力,最大摩擦力不足以提供向心力,做离心运动,故D错误。
故选AB。
12. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系:
(1)下列实验的实验方法与本实验相同的是________(填写正确选项前的字母)
A.伽利略对自由落体的研究
B.探究牛顿第二定律
C.验证力的平行四边形定则
(2)在某次实验中,某同学把两个质量相等的钢球放在A、位置,到塔轮中心距离相同,将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄,观察左右露出的刻度,此时可研究向心力的大小与的关系________
A.质量 B.角速度 C.半径
(3)在(2)的实验中,某同学匀速转动手柄时,左边标尺露出1格,右边标尺露出4格,则皮带连接的左、右塔轮半径之比为________
【答案】 ①. B ②. B ③.
【解析】
【详解】(1)[1] A.伽利略对自由落体的研究是用理想斜面实验来冲淡重力,并合理外推到斜面倾角为90°时的情况,即为自由落体运动,故A错误;
B.探究牛顿第二定律,采用的是控制变量法,本实验也采用的是控制变量法,与探究牛顿第二定律采用的方法相同,故B正确;
C.验证力的平行四边形定则,采用的是等效替代法,故C错误。
故选B。
(2)[2]把两个质量相等的钢球放在A、C位置时,则控制质量相等、半径相等,研究的目的是向心力的大小与角速度的关系,故AC错误,B正确。
故选B。
(3)[3]由题意可知左右两球做圆周运动的向心力之比为
由于两小球质量相等,圆周运动的半径相同,则由可得左右塔轮的角速度之比为,由可知皮带连接的左、右塔轮的边缘的线速度大小相等,所以皮带连接的左、右塔轮半径之比为2:1。
13. 为了探究平抛运动的规律,某同学用如图(a)所示的装置进行实验。
(1)为了准确地描绘出平抛运动的轨迹,下列要求合理的是 。
A. 小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 斜槽轨道末端必须水平
D. 本实验必需的器材还有刻度尺和停表
(2)甲同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹,以平抛运动的初始位置O为坐标原点建立坐标系,如图(b)所示。若坐标纸中每个小方格的边长为L,根据图中M点的坐标值,小球平抛运动的初速度___________。(重力加速度为g)
(3)乙同学不小心将记录实验的坐标纸弄破损,导致平抛运动的初始位置缺失。他选取轨迹中任意一点O为坐标原点,建立坐标系(x轴沿水平方向、y轴沿竖直方向),如图(c)所示。在轨迹中选取A、B两点,坐标纸中每个小方格的边长仍为L,重力加速度为g。由此可知:小球从O点运动到A点所用时间与从A点运动到B点所用时间的大小关系为:___________(选填“>”“<”或“=”);小球平抛运动的初速度___________。
【答案】(1)AC (2)
(3) ①. = ②.
【解析】
【小问1详解】
AB.为了保证小球的初速度相等,小球每次应从斜槽的同一位置由静止释放,斜槽轨道不一定需要光滑,故A正确,B错误;
C.为了保证小球的初速度水平,斜槽末端必须水平,故C正确;
D.该实验不需要停表,因下落的高度相同,则运动时间相同,可以用水平位移代替速度,故D错误。
故选AC;
【小问2详解】
平抛运动水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,所以有,
两式联立解得平抛运动初速度为
【小问3详解】
[1]平抛运动水平方向做匀速直线运动,运动时间与距离成正比,所以有
所以
[2]平抛运动竖直方向做自由落体运动,且小球从O点运动到A点所用时间与从A点运动到B点所用时间相等,所以根据逐差法可得
解得
因为平抛运动水平方向做匀速直线运动,所以根据位移与时间的关系可得小球水平方向的速度即初速度为
14. 如图所示,质量的滑雪运动员从高度的坡顶由静止下滑,斜坡的倾角,滑雪板与雪面之间的动摩擦因数,g取,装备质量不计,则运动员滑至坡底的过程中:
(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功?
(2)各力对运动员做的总功是多少?
(3)滑支底端时重力的瞬时功率和平均功率各是多少?(结果可保留根号)
【答案】(1)1.5×104J;(2)1.3×104J;(3),
【解析】
【分析】
【详解】(1)重力对运动员做功为
(2)运动员所受合力为
运动员的位移为
合力做功为
(3)由
联立得运动员到达坡底瞬间速度大小为
重力的瞬时功率为
重力的平均功率为
15. 如图所示,A是地球的同步卫星。另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内,离地面高度为h。已知地球半径为R,地球自转角速度为ω0,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,O为地球中心。
(1)求地球的质量:
(2)求卫星B的运行周期;
(3)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同,某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上),则至少经过多长时间,它们再一次相距最近?至少经过多长时间,它们第一次相距最远?
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
根据万有引力等于重力,有
得M=
【小问2详解】
由万有引力定律和向心力公式得
解得
【小问3详解】
再一次相距最近时,由题意得
又
所以
第一次相距最远时,由题意得
所以
16. 小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为3kg的小球,绳子能承受最大拉力为110N,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行一段水平距离后落地,如图所示已知握绳的手离地面高度为4m,手与球之间的绳长为3m,重力加速度为,忽略手的运动半径和空气阻力.
求绳断时球的速度大小;
求球落地时的速度大小v2?
改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应为多少?最大水平距离为多少?
【答案】
【解析】
【详解】设绳能承受的最大拉力大小为,设手离地面高度为d,绳长为l,
对小球在最低点列牛顿第二定律方程,有:,
得;
设绳子断后球的飞行时间为t,由平抛运动规律,有竖直方向:,
绳断后竖直方向球做自由落体运动,落地时竖直分速度:,
所以=10m/s
设绳子长为l,绳子断时球的速度为,,得,
绳子断后球做平抛运动,时间为,有,,
得,
当时x有极大值:.
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