江蘇省連云港市2019年高考物理 考點突破每日一練(24)萬有引力定律應用的新情景問題、動力學能量的綜合問題(含解析).doc
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考點突破每日一練(24)萬有引力定律應用的新情景問題、動力學能量的綜合問題 1.(多選)如圖所示,兩星球相距為L,質(zhì)量比為mA∶mB=1∶9,兩星球半徑遠小于L.從星球A沿A、B連線向B以某一初速度發(fā)射一探測器.只考慮星球A、B對探測器的作用,下列說法正確的是( ) A.探測器的速度一直減小 B.探測器在距星球A為處加速度為零 C.若探測器能到達星球B,其速度可能恰好為零 D.若探測器能到達星球B,其速度一定大于發(fā)射時的初速度 2.地球赤道上的重力加速度為g=9.8m/s2,物體在赤道上的向心加速度約為an=3.39 cm/s2,若使赤道上的物體處于完全失重狀態(tài),則地球的轉(zhuǎn)速應約為原來的( ) A.17倍 B.49倍 C.98倍 D.289倍 3.據(jù)報道,美國宇航局發(fā)射的“勇氣”號和“機遇”號孿生雙子火星探測器在2004年1月4日和1月25日相繼帶著地球人的問候在火星著陸.假設火星和地球繞太陽的運動可以近似看作同一平面內(nèi)同方向的勻速圓周運動,已知火星的軌道半徑r1=2.41011m,地球的軌道半徑r2=1.51011m,如圖所示,從圖示的火星與地球相距最近的時刻開始計時,估算火星再次與地球相距最近時需要的時間為( ) A.1.4年 B.4年 C.2.0年 D.1年 4.質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時,引力勢能可表示為Ep=-,其中G為引力常量,M為地球質(zhì)量.該衛(wèi)星原來在半徑為R1的軌道上繞地球做勻速圓周運動,由于受到極稀薄空氣的摩擦作用,飛行一段時間后其圓周運動的半徑變?yōu)镽2,此過程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為( ) A.GMm(-) B.GMm(-) C.(-) D.(-) 5.如圖所示,光滑的水平面AB與半徑R=0.4 m的光滑豎直半圓軌道BCD在B點相切,D點為半圓軌道最高點,A點的右側(cè)連接一粗糙的水平面.用細線連接甲、乙兩物體,中間夾一輕質(zhì)壓縮彈簧,彈簧與甲、乙兩物體不拴接,甲的質(zhì)量為m1=4 kg,乙的質(zhì)量m2=5 kg,甲、乙均靜止.若固定乙,燒斷細線,甲離開彈簧后經(jīng)過B點進入半圓軌道,過D點時對軌道的壓力恰好為零.取g=10 m/s2,甲、乙兩物體均可看作質(zhì)點,求: (1)甲離開彈簧后經(jīng)過B點時的速度的大小vB; (2)在彈簧壓縮量相同的情況下,若固定甲,燒斷細線,乙物體離開彈簧后從A點進入動摩擦因數(shù)μ=0.4的粗糙水平面,則乙物體在粗糙水平面運動的位移x. 參考答案 1.BD [探測器從A向B運動,所受的萬有引力合力先向左再向右,則探測器的速度先減小后增大.故A錯誤;當探測器合力為零時,加速度為零,則有:G=G,因為mA∶mB=1∶9,則rA∶rB=1∶3,知探測器距離星球A的距離為處加速度為零.故B正確;探測器到達星球B的過程中,由于B的質(zhì)量大于A的質(zhì)量,從A到B萬有引力的合力做正功,則動能增加,所以探測器到達星球B的速度一定大于發(fā)射時的速度.故C錯誤,D正確.] 2.A [物體隨地球自轉(zhuǎn)時,F(xiàn)萬=mg+man an=ω2r=(2πn)2r 物體“飄”起來時F萬=mg+man=man′=mω′2r=m(2πn′)2r 聯(lián)立解得:==≈17 轉(zhuǎn)速n=,可知轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?7倍.] 3.C [已知地球的公轉(zhuǎn)周期T地=1年,設火星的公轉(zhuǎn)周期為T火,根據(jù)開普勒第三定律有=;設經(jīng)過t年火星再次與地球相距最近,那么應滿足關系式-=1,聯(lián)立以上兩式,并代入數(shù)據(jù),可解得t≈2.0年.C正確.] 4.C [衛(wèi)星做勻速圓周運動,萬有引力提供向心力,=m,可得質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時的動能為Ek=mv2=,結(jié)合題意,此時衛(wèi)星的機械能E=Ek+Ep=-;根據(jù)能量守恒定律,該衛(wèi)星因摩擦而產(chǎn)生的熱量等于衛(wèi)星損失的機械能, 所以Q=E1-E2=--(-)=(-),故C正確.] 5.(1)2 m/s (2)2 m 解析 (1)甲在最高點D時對軌道的壓力恰好為零,由牛頓第二定律,有 m1g=m1 由甲離開彈簧運動至D點的過程中機械能守恒得: m1v=m1g2R+m1v 聯(lián)立解得vB=2 m/s (2)Ep=m1v=m2v,得v2=4 m/s 乙在粗糙水平面做勻減速運動,μm2g=m2a 得a=4 m/s2,x==2 m- 配套講稿:
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