内容正文:
广安加德学校2025-2026学年度下期高2025级半期考试
物理
考试时间:75分钟 满分100分
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。)
1. 自行车部分结构如图所示,是大齿轮边缘上一点,是小齿轮边缘上一点,大齿轮和小齿轮由链条连接,是后轮边缘上一点。把自行车后轮支撑起来,转动脚踏板,使大齿轮和后轮匀速转动,下列说法正确的是( )
A. 、两点的线速度大小相等
B. 、两点的线速度大小相等
C. 点的周期大于点的周期
D. 点的周期小于点的周期
【答案】A
【解析】
【详解】A.大齿轮和小齿轮通过链条传动,链条不可伸长,链条上各点的线速度大小相等,故A正确;
B.和同轴转动,角速度相同,但到转轴的距离,即小齿轮半径小于C到转轴的距离,即后轮半径,由,可知,的线速度小于的线速度,故B错误;
CD.和同轴转动,角速度相同,由可知,周期也相同,故CD错误。
故选A。
2. 如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后,下列说法正确的是( )
A. 物体所受弹力增大,摩擦力也增大了 B. 物体所受弹力增大,摩擦力减小了
C. 物体所受弹力和摩擦力都减小了 D. 物体所受弹力增大,摩擦力不变
【答案】D
【解析】
【详解】物体受力如图所示
竖直方向合力为零
水平方向根据牛顿第二定律得
当圆筒的角速度增大以后物体未滑动,所以摩擦力不变,物体所受弹力增大。
故选D。
3. 水星与木星分别沿椭圆轨道绕太阳运行,已知水星轨道的半长轴小于木星轨道的半长轴,下列说法正确的是( )
A. 水星绕太阳运行的速度大小保持不变
B. 水星的公转周期比木星的公转周期更长
C. 水星与木星的公转周期的平方之比等于其轨道半长轴的三次方之比
D. 在相同时间内,水星与太阳连线所扫过的面积等于木星与太阳连线所扫过的面积
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律,行星沿椭圆轨道绕太阳运行时,近日点速度大于远日点速度,水星的运行速度大小会不断变化,故A错误;
B.根据开普勒第三定律(为仅与中心天体有关的常量),水星轨道半长轴小于木星,因此水星的公转周期更短,故B错误;
C.水星和木星都绕太阳运行,中心天体相同,满足开普勒第三定律,二者公转周期的平方之比等于轨道半长轴的三次方之比,故C正确;
D.开普勒第二定律的面积定律仅适用于同一个行星,不同行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积不相等,故D错误。
故选C。
4. 电动汽车日益走进千家万户,汽车在公路上行驶时,除了受到地面的摩擦阻力,更要受到空气阻力的影响,尤其是速度较大时,空气阻力将占有更大比例。我们假设汽车受到的总阻力与速度的平方成正比,即,当汽车以匀速行驶时,电动机输出的功率记为,若汽车以匀速行驶,电动机输出的功率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】汽车匀速行驶时受力平衡,牵引力大小等于总阻力,即
由题意总阻力与速度平方成正比,可写为(为定值比例常数);电动机输出功率等于牵引力的瞬时功率,公式为
联立得
即输出功率与速度的三次方成正比。当速度从变为时,速度变为原来的2倍,因此功率变为原来的8倍,即输出功率为。
故选D。
5. 一个钢球从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中,若把在空中下落的过程称为过程1,进入泥潭直到停住的过程称为过程2,则( )
A. 过程2中钢球动量的改变量等于重力的冲量
B. 过程2中阻力的功大小等于过程2中钢球动能的改变
C. 过程2中钢球克服阻力所做的功等于过程1与过程2中所减少的重力势能之和
D. 过程2中损失的机械能等于过程1中所增加的动能
【答案】C
【解析】
【详解】A.过程2中钢球同时受重力和阻力,根据动量定理,动量改变量等于重力与阻力的合冲量,不等于仅重力的冲量,故A错误;
B.根据动能定理,过程2中合外力做功(重力做功与阻力做功的代数和)等于钢球动能的改变量,并非仅阻力的功等于动能改变,故B错误;
C.对全过程分析,钢球初末动能均为0,根据动能定理,全过程重力做的总功等于过程2中克服阻力做的功,而重力总功等于过程1、2中钢球减少的重力势能之和,故C正确;
D.过程2中损失的机械能等于过程2减少的动能与减少的重力势能之和,即等于过程1增加的动能加上过程2减少的重力势能,大于过程1增加的动能,故D错误。
故选C。
6. 一根轻直杆一端固定一个质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动,如图所示。已知重力加速度为g,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 小球过最高点时的最小速度为
B. 小球过最高点时的速度越大,杆对它的作用力一定越大
C. 小球过最低点时的速度越大,杆对它的作用力一定越大
D. 若小球过最低点时的速度为,则杆对球的作用力大小为9mg
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球通过最高点的最小速度为零,故A错误;
B.当小球到达最高点弹力为零时,重力提供向心力,有
解得
小球在最高点,若,则有
杆子的作用力随着速度的增大而减小,故B错误;
C.小球过最低点时
杆对它的作用力
杆子的作用力随着速度增大而增大。故C正确;
D.若小球过最低点时的速度为,则杆对球的作用力大小为,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,木板c静置于光滑水平地面上,木块b放置在木板的右端,t=0时刻,木块a以9m/s的初速度从左端沿水平方向滑上木板c,最终木块a、b恰好未发生碰撞,已知木块a、b和木板c的质量分别为ma=2kg,mb=0.75kg,mc=1kg,木块a、b与木板c之间的动摩擦因数均为μ=0.2,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 木板c的长度为10.2m
B. 木块a、b与木板c之间产生的热量为36J
C. t=2s时,木块a、b与木板c达到共同速度
D. 木板c最终的速度为4m/s
【答案】A
【解析】
【详解】A.设木块a滑上木板c后,木块b与木板c发生相对滑动,由牛顿第二定律可知,木块a滑上木板c后的加速度大小为
木块b的加速度为
木板c的加速度为
故假设成立,设经过时间t1木块a与木板c达到共同速度,则
解得,
木块a的位移大小为
木板c的位移大小为
相对位移为
此时木块b的速度为
位移为
与木板c的相对位移为
之后木块a与木板c将保持相对静止,它们的加速度大小为
木块b的加速度不变,设经过时间t2木块b与a、c达到共速,则有
解得,
这段时间内木块b与木板c的相对位移为
所以木板c的长度为,故A正确;
C.由以上分析可知,木块a、b与木板c达到共同速度的时间为,故C错误;
D.木板c最终的速度为,故D错误;
B.根据能量守恒定律可得,木块a、b与木板c之间产生的热量为
代入数据解得,故B错误。
故选A。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 图甲为建造桥梁时使用的穿巷式架桥机,支腿架在桥墩上架桥施工,在走行系统的水平方向作用力下,将桥梁水平推进到预设位置后放下与主体相接。已知桥梁的质量为m,在桥梁水平移动过程中,架桥机对桥梁的水平力F与桥梁的位移x之间的关系如图乙所示,桥梁所受阻力方向与运动方向相反,大小恒为f,重力加速度为g。则桥梁受架桥机水平力F作用过程中,下列说法正确的是( )
A. 桥梁向右做匀加速直线运动
B. 力F做的功为
C. 阻力做的功为
D. 桥梁在处动能最大
【答案】BC
【解析】
【详解】B.由功的公式可知,图像与坐标轴所围的面积表示力F做的功,则力F做的功为
B正确;
C.由题可知,桥梁在受架桥机水平力F作用过程中,阻力恒定,桥梁在阻力方向上的位移为,则阻力做功为
C正确;
AD.对桥梁沿水平方向进行受力分析,由牛顿第二定律得,
桥梁向前运动时,F越来越小,则桥梁加速度越来越小,当桥梁时,桥梁的加速度等于0,速度达到最大值,AD错误。
故选BC。
9. 如图所示,一固定容器的内壁是半径为的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为的质点。它在容器内壁由静止第一次下滑到最低点时速度大小为。重力加速度取10m/s2,关于质点由静止第一次下滑到最低点的过程,下列说法正确的有( )
A. 重力做的功为360J
B. 克服阻力做的功为440J
C. 经过最低点时向心加速度大小为
D. 经过最低点时对轨道的压力大小为380N
【答案】BD
【解析】
【详解】A.重力做的功为,A错误;
B.克服阻力做的功为,B正确;
C.经过最低点时向心加速度大小为,C错误;
D.经过最低点时
解得FN=380N
根据牛顿第三定律可知,质点对轨道的压力大小为380N,D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示,光滑平台上放着一根均匀链条,其中三分之一的长度悬垂在平台台面以下,由静止释放链条。已知整根链条的质量为m,链条悬垂的长度为l,台面高度为2l。如果在链条的悬垂端接一质量也为m的小球(直径相对链条长度可忽略不计),如图乙所示,还由静止释放链条。平台右边有光滑曲面D来约束链条,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 两链条在触地之前做加速度大小不变的加速运动
B. 两链条在触地之前做加速度越来越大的加速运动
C. 甲图中链条触地瞬间的速度大小为
D. 乙图中链条触地瞬间的速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据题意可知,链条总长度为3l,根据分析可知,平台右侧悬垂部分的重力等于链条整体所受外力的合力,随悬垂部分的增多,链条整体所受外力的合力增大,根据牛顿第二定律可知,两链条在触地之前做加速度越来越大的加速运动,故A错误,B正确;
C.甲图中链条触地时,平台右侧悬垂部分长度为2l,根据机械能守恒定律有
解得
故C错误;
D.乙图中链条触地时,平台右侧悬垂部分长度为2l,根据机械能守恒定律有
解得
故D正确。
故选BD。
三、非选择题(本题共5小题,共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。)
11. 某实验小组的同学为了探究向心力大小与角速度的关系,设计了如图甲所示的实验装置:电动机带动转轴匀速转动,改变电动机的电压可以改变转轴的转速;其中是固定在竖直转轴上的水平凹槽,端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大小,B端固定一宽度为的挡光片,光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。忽略小球所受的摩擦力。具体实验步骤如下:
①小钢球的球心到转轴与挡光片到转轴的距离相同,测出均为。
②启动电动机,使凹槽绕转轴匀速转动:
③记录下此时压力传感器的示数和光电门的挡光时间;
④多次改变转速后,利用记录的数据作出了如图乙所示的图像。
(1)本实验采用的实验方法是_____________。
A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法
(2)根据上述条件,则小钢球角速度的表达式为___________(结果用表示)。
(3)在测出多组实验数据后,为了探究向心力和角速度的数学关系,可以直接探究向心力和挡光时间的关系,绘制出了如图乙所示的图像,乙图中坐标系的横轴应为___________(选填A、B或C);
A. B. C.
(4)若通过上述图像得到的斜率为,则可以求出本实验中所使用的小钢球的质量_________(用题目中字母表示即可)。
【答案】(1)B (2) (3)C
(4)
【解析】
【小问1详解】
为了探究向心力大小与角速度的关系, 应该控制小钢球质量和做匀速圆周运动的半径不变, 故本实验采用的实验方法是控制变量法
故选B。
【小问2详解】
小钢球的线速度
又
故
【小问3详解】
而
故
故选C。
【小问4详解】
斜率为
故
12. 某学习小组利用如图1所示的装置验证机械能守恒
(1)下列实验器材中,不必要的是______
A. 刻度尺 B. 交流电源 C. 秒表
(2)实验中,小白先接通电源,再释放重物,得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g。打点计时器打点的周期为T,设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量______;动能增加量______。
(3)小白同学通过比较得到,在误差允许范围内与近似相等他又在纸带上选取多个计数点。测量它们到起始点O的距离:计算出各计数点对应的速度v画出图像,则该图像斜率的物理意义是______。
【答案】(1)C (2) ①. ②.
(3)(两倍的当地重力加速度)
【解析】
【小问1详解】
本实验中,打点计时器本身可以通过打点周期记录时间,不需要秒表;需要刻度尺测量纸带点间距,打点计时器需要交流电源才能工作,因此不必要的器材是秒表,故选C。
【小问2详解】
[1]重物从O点下落到B点,下落高度为,重力势能减少量等于重力做的功,因此。
[2]中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,可得B点的瞬时速度
O点为起始点,初动能为0,因此动能增加量等于B点的动能:。
【小问3详解】
若机械能守恒,满足关系
整理得
因此图像为过原点的直线,斜率
即斜率的物理意义是当地重力加速度的2倍。
13. 蹦床运动有“空中芭蕾”之称。如图所示,某质量的运动员从空中落下,接着又能弹起高度,此次人与蹦床接触时间,取,求:
(1)与蹦床接触时间内,运动员所受重力的冲量;
(2)与蹦床接触时间内,运动员的动量变化量;
(3)运动员受到蹦床的平均弹力。
【答案】(1),方向向下
(2),方向向上
(3),方向向上
【解析】
【小问1详解】
重力的冲量大小
方向向下
【小问2详解】
设运动员下落高度时的速度大小为,弹起时速度大小为,则,
以向上为正方向,运动员动量变化量
方向向上
【小问3详解】
以向上为正方向,由动量定理有
代入数据解得
方向向上
14. 某卫星在地球表面时受到地球的万有引力大小为,地球半径为,该卫星绕地球做圆周运动时,轨道离地球表面的高度为,周期为。
(1)求该卫星在运行轨道上受到的地球的万有引力大小;
(2)已知开普勒行星运动定律也适用于卫星绕地球的运动,某地球同步轨道卫星绕地球运行的轨道半径为,求该地球同步轨道卫星的周期。
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【小问1详解】
设地球的质量为,该卫星的质量为,引力常量为
该卫星在地球表面时有
该卫星在运行轨道上时有
解得
【小问2详解】
设该地球同步轨道卫星的周期为,根据开普勒第三定律有
解得(或)
15. 如图所示,AB为竖直光滑圆弧的直径,其半径,A端切线水平。水平轨道BC与半径的光滑圆弧轨道CDE相接于C点,D为圆弧轨道的最低点,且与倾斜传送带EF相切于E点,EF的长度为。一质量为的小球(视为质点)从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道,并从A点飞出,经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道,再经过E点,随后滑上传送带EF。已知圆弧轨道CD对应的圆心角,,小球与传送带EF间的动摩擦因数,g取,,。求:
(1)小球对A点的压力;
(2)小球在C点受到的支持力;
(3)若传送带顺时针运转的速率为,求小球从E端到F端所用的时间以及摩擦产生的热量Q。
【答案】(1)12.5N,方向竖直向上
(2),方向指向CO方向。 (3)2.5s,9J
【解析】
【小问1详解】
小球从A到C做平抛运动,在C点有
代入数据,解得
小球在A点有
联立解得小球在A点受到轨道的弹力大小
根据牛顿第三定律可知,小球对A点的压力大小为12.5N,方向竖直向上。
【小问2详解】
小球在C点有
因为
联立解得小球在C点受到的支持力
方向沿CO。
【小问3详解】
小球从C到E过程,根据动能定理有
联立解得
可知小球滑上传送带后受到的摩擦力沿传送带向下,则其加速度大小
则小球从滑上传送带到与之共速用时
该过程小球位移大小
因为
则共速后小球做匀速直线运动,故小球在传送带上做匀速直线运动时间
所以小球从E端到F端所用的时间
摩擦产热出现在共速前,因此
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广安加德学校2025-2026学年度下期高2025级半期考试
物理
考试时间:75分钟 满分100分
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。)
1. 自行车部分结构如图所示,是大齿轮边缘上一点,是小齿轮边缘上一点,大齿轮和小齿轮由链条连接,是后轮边缘上一点。把自行车后轮支撑起来,转动脚踏板,使大齿轮和后轮匀速转动,下列说法正确的是( )
A. 、两点的线速度大小相等
B. 、两点的线速度大小相等
C. 点的周期大于点的周期
D. 点的周期小于点的周期
2. 如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后,下列说法正确的是( )
A. 物体所受弹力增大,摩擦力也增大了 B. 物体所受弹力增大,摩擦力减小了
C. 物体所受弹力和摩擦力都减小了 D. 物体所受弹力增大,摩擦力不变
3. 水星与木星分别沿椭圆轨道绕太阳运行,已知水星轨道的半长轴小于木星轨道的半长轴,下列说法正确的是( )
A. 水星绕太阳运行的速度大小保持不变
B. 水星的公转周期比木星的公转周期更长
C. 水星与木星的公转周期的平方之比等于其轨道半长轴的三次方之比
D. 在相同时间内,水星与太阳连线所扫过的面积等于木星与太阳连线所扫过的面积
4. 电动汽车日益走进千家万户,汽车在公路上行驶时,除了受到地面的摩擦阻力,更要受到空气阻力的影响,尤其是速度较大时,空气阻力将占有更大比例。我们假设汽车受到的总阻力与速度的平方成正比,即,当汽车以匀速行驶时,电动机输出的功率记为,若汽车以匀速行驶,电动机输出的功率为( )
A. B. C. D.
5. 一个钢球从静止状态开始自由下落,然后陷入泥潭中,若把在空中下落的过程称为过程1,进入泥潭直到停住的过程称为过程2,则( )
A. 过程2中钢球动量的改变量等于重力的冲量
B. 过程2中阻力的功大小等于过程2中钢球动能的改变
C. 过程2中钢球克服阻力所做的功等于过程1与过程2中所减少的重力势能之和
D. 过程2中损失的机械能等于过程1中所增加的动能
6. 一根轻直杆一端固定一个质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动,如图所示。已知重力加速度为g,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A. 小球过最高点时的最小速度为
B. 小球过最高点时的速度越大,杆对它的作用力一定越大
C. 小球过最低点时的速度越大,杆对它的作用力一定越大
D. 若小球过最低点时的速度为,则杆对球的作用力大小为9mg
7. 如图所示,木板c静置于光滑水平地面上,木块b放置在木板的右端,t=0时刻,木块a以9m/s的初速度从左端沿水平方向滑上木板c,最终木块a、b恰好未发生碰撞,已知木块a、b和木板c的质量分别为ma=2kg,mb=0.75kg,mc=1kg,木块a、b与木板c之间的动摩擦因数均为μ=0.2,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 木板c的长度为10.2m
B. 木块a、b与木板c之间产生的热量为36J
C. t=2s时,木块a、b与木板c达到共同速度
D. 木板c最终的速度为4m/s
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 图甲为建造桥梁时使用的穿巷式架桥机,支腿架在桥墩上架桥施工,在走行系统的水平方向作用力下,将桥梁水平推进到预设位置后放下与主体相接。已知桥梁的质量为m,在桥梁水平移动过程中,架桥机对桥梁的水平力F与桥梁的位移x之间的关系如图乙所示,桥梁所受阻力方向与运动方向相反,大小恒为f,重力加速度为g。则桥梁受架桥机水平力F作用过程中,下列说法正确的是( )
A. 桥梁向右做匀加速直线运动
B. 力F做的功为
C. 阻力做的功为
D. 桥梁在处动能最大
9. 如图所示,一固定容器的内壁是半径为的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为的质点。它在容器内壁由静止第一次下滑到最低点时速度大小为。重力加速度取10m/s2,关于质点由静止第一次下滑到最低点的过程,下列说法正确的有( )
A. 重力做的功为360J
B. 克服阻力做的功为440J
C. 经过最低点时向心加速度大小为
D. 经过最低点时对轨道的压力大小为380N
10. 如图甲所示,光滑平台上放着一根均匀链条,其中三分之一的长度悬垂在平台台面以下,由静止释放链条。已知整根链条的质量为m,链条悬垂的长度为l,台面高度为2l。如果在链条的悬垂端接一质量也为m的小球(直径相对链条长度可忽略不计),如图乙所示,还由静止释放链条。平台右边有光滑曲面D来约束链条,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 两链条在触地之前做加速度大小不变的加速运动
B. 两链条在触地之前做加速度越来越大的加速运动
C. 甲图中链条触地瞬间的速度大小为
D. 乙图中链条触地瞬间的速度大小为
三、非选择题(本题共5小题,共54分。其中第13~15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。)
11. 某实验小组的同学为了探究向心力大小与角速度的关系,设计了如图甲所示的实验装置:电动机带动转轴匀速转动,改变电动机的电压可以改变转轴的转速;其中是固定在竖直转轴上的水平凹槽,端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大小,B端固定一宽度为的挡光片,光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。忽略小球所受的摩擦力。具体实验步骤如下:
①小钢球的球心到转轴与挡光片到转轴的距离相同,测出均为。
②启动电动机,使凹槽绕转轴匀速转动:
③记录下此时压力传感器的示数和光电门的挡光时间;
④多次改变转速后,利用记录的数据作出了如图乙所示的图像。
(1)本实验采用的实验方法是_____________。
A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法
(2)根据上述条件,则小钢球角速度的表达式为___________(结果用表示)。
(3)在测出多组实验数据后,为了探究向心力和角速度的数学关系,可以直接探究向心力和挡光时间的关系,绘制出了如图乙所示的图像,乙图中坐标系的横轴应为___________(选填A、B或C);
A. B. C.
(4)若通过上述图像得到的斜率为,则可以求出本实验中所使用的小钢球的质量_________(用题目中字母表示即可)。
12. 某学习小组利用如图1所示的装置验证机械能守恒
(1)下列实验器材中,不必要的是______
A. 刻度尺 B. 交流电源 C. 秒表
(2)实验中,小白先接通电源,再释放重物,得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g。打点计时器打点的周期为T,设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能减少量______;动能增加量______。
(3)小白同学通过比较得到,在误差允许范围内与近似相等他又在纸带上选取多个计数点。测量它们到起始点O的距离:计算出各计数点对应的速度v画出图像,则该图像斜率的物理意义是______。
13. 蹦床运动有“空中芭蕾”之称。如图所示,某质量的运动员从空中落下,接着又能弹起高度,此次人与蹦床接触时间,取,求:
(1)与蹦床接触时间内,运动员所受重力的冲量;
(2)与蹦床接触时间内,运动员的动量变化量;
(3)运动员受到蹦床的平均弹力。
14. 某卫星在地球表面时受到地球的万有引力大小为,地球半径为,该卫星绕地球做圆周运动时,轨道离地球表面的高度为,周期为。
(1)求该卫星在运行轨道上受到的地球的万有引力大小;
(2)已知开普勒行星运动定律也适用于卫星绕地球的运动,某地球同步轨道卫星绕地球运行的轨道半径为,求该地球同步轨道卫星的周期。
15. 如图所示,AB为竖直光滑圆弧的直径,其半径,A端切线水平。水平轨道BC与半径的光滑圆弧轨道CDE相接于C点,D为圆弧轨道的最低点,且与倾斜传送带EF相切于E点,EF的长度为。一质量为的小球(视为质点)从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道,并从A点飞出,经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道,再经过E点,随后滑上传送带EF。已知圆弧轨道CD对应的圆心角,,小球与传送带EF间的动摩擦因数,g取,,。求:
(1)小球对A点的压力;
(2)小球在C点受到的支持力;
(3)若传送带顺时针运转的速率为,求小球从E端到F端所用的时间以及摩擦产生的热量Q。
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