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2023-2024學(xué)年北京市通州區(qū)潞河中學(xué)高三(上)月考物理試卷(10月份)
>
試題詳情
如圖所示,橫截面積為A、質(zhì)量為m的柱狀飛行器沿半徑為R的圓形軌道在高空繞地球做無(wú)動(dòng)力運(yùn)行。將地球看作質(zhì)量為M的均勻球體。萬(wàn)有引力常量為G。
(1)求飛行器在軌道半徑為R的高空繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期;
(2)在飛行器運(yùn)行軌道附近范圍內(nèi)有密度為ρ(恒量)的稀薄空氣。稀薄空氣可看成是由彼此沒(méi)有相互作用的均勻小顆粒組成,所有小顆粒原來(lái)都靜止。假設(shè)每個(gè)小顆粒與飛行器碰撞后具有與飛行器相同的速度,且碰撞時(shí)間很短。頻繁碰撞會(huì)對(duì)飛行器產(chǎn)生持續(xù)阻力,飛行器的軌道高度會(huì)逐漸降低。觀察發(fā)現(xiàn)飛行器繞地球運(yùn)行很多圈之后,其軌道高度下降了ΔH。由于ΔH?R,可將飛行器繞地球運(yùn)動(dòng)的每一圈運(yùn)動(dòng)均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知當(dāng)飛行器到地球球心距離為r時(shí),飛行器與地球組成的系統(tǒng)具有的引力勢(shì)能E
p
=-
GM
m
r
。請(qǐng)根據(jù)上述條件推導(dǎo):
①飛行器在半徑為R軌道上運(yùn)行時(shí),所受空氣阻力大小F的表達(dá)式;
②飛行器由半徑為R的軌道下降ΔH的過(guò)程中,飛行器繞地球運(yùn)動(dòng)圈數(shù)n的表達(dá)式。
【考點(diǎn)】
引力勢(shì)能及其應(yīng)用
;
常見(jiàn)力做功與相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化
.
【答案】
見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59
組卷:98
引用:3
難度:0.3
相似題
1.
第二宇宙速度又叫逃逸速度,若某物體初速度達(dá)到星球逃逸速度,該物體將完全逃脫星球的引力束縛而飛出星球(可認(rèn)為物體飛至無(wú)窮遠(yuǎn)處速度為0),已知質(zhì)量為m的物體放在質(zhì)量為M的星球外r處的引力勢(shì)能為E
p
=-
GM
m
r
?,F(xiàn)有一質(zhì)量為m的物體放在某星球表面,星球的半徑為R,已知該星球的逃逸速度為v,引力常量為G。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.該星球的第一宇宙速度為
2
2
v
B.該星球的質(zhì)量
M
=
R
v
2
G
C.忽略星球自轉(zhuǎn),該星球表面重力加速度
g
=
v
2
2
R
D.該物體在近地軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期
T
=
2
2
π
R
v
發(fā)布:2024/9/26 2:0:2
組卷:129
引用:3
難度:0.5
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