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地球的同步卫星距地面高H约为地球半径R的6倍, 同步卫星正下方有一静止在地面上的物体A,则同步卫星与物体A的向心加速度之比是多少?若给物体A以适当的绕行速度,使A成为近地卫星,则同步卫星与近地卫星的向心加速度之比是多少?

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
知识点: 同步卫星
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如图所示,EF与GH间为一无场区.无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板,两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场,其中A为正极板.无场区右侧为一垂直于纸面的匀强磁场,O为圆弧形绝缘细圆管CD的圆心,圆弧半径为R,圆心角为120°,O、C在两板间的中心线上,D位于GH上.一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中心线射入匀强电场,粒子出匀强电场经无场区后恰能沿圆管切线方向进入细圆管,并做与管壁无相互挤压半径为R的匀速圆周运动.(不计粒子的重力、管的粗细)求:

(1)匀强磁场的方向和大小
(2)两金属板间所加的电压U

如图所示,两平行光滑导轨相距0.2m,与水平面夹角为300,金属棒MN的质量为0.2kg,金属棒的电阻R=1Ω,其处在与轨道平面垂直且磁感应强度为5T的匀强磁场中,电源电动势为5V,内阻r为1Ω,R1未知,其他电阻不计, 金属棒MN处于静止状态.求:

(1)金属棒MN中电流方向;
(2)电阻R1的阻值应为多少?

如图所示,M、N为中心开有小孔的平行板电容器的两极板,相距为d,其右侧有一边长为2a的正三角形区域,区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,在极板M、N之间加上电压U后,M板电势高于N板电势.现有一带正电的粒子,质量为m,电荷量为q,其重力和初速度均忽略不计,粒子从极板M的中央小孔s1处飘入电容器,穿过小孔s2后从距三角形A点a的P处垂直AB方向进入磁场,试求:

(1)粒子到达小孔s2时的速度和从小孔s1运动到s2所用的时间;
(2)若粒子从P点进入磁场后经时间t从AP间离开磁场,求粒子的运动半径和磁感应强度的大小;
(3)若粒子能从AC间离开磁场,磁感应强度应满足什么条件,此时所用最短时间为多少?

如图所示是某次四驱车比赛的轨道某一段。小明控制的四驱车(可视为质点),质量 m=1.0kg,额定功率为P=7W。小明的四驱车到达水平平台上A点时速度很小(可视为0),此时启动四驱车的发动机并直接使发动机的功率达到额定功率,一段时间后关闭发动机。当四驱车由平台边缘点飞出后,恰能沿竖直光滑圆弧轨道CDE上C点的切线方向飞入圆形轨道。已知AB间的距离L=6m,BF间高度差h=0.8m,圆轨道的半径R=1m,∠COD=53°,四驱车在AB段运动时的阻力恒为1N。重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:

(1)求四驱车到达C点时的速度大小;
(2)发动机在水平平台上工作的时间;
(3)四驱车第一次经过D点时对轨道的压力大小。

冬季有一种雪上“府式冰撬”滑溜运动,运动员从起跑线推着冰撬加速一段相同距离,再跳上冰撬自由滑行,滑行距离最远者获胜,运动过程可简化为如图所示的模型,某一质量m="20" kg的冰撬静止在水平雪面上的A处,现质量M=60kg的运动员,用与水平方向成α=37°角的恒力F="200" N斜向下推动冰撬,使其沿AP方向一起做直线运动,当冰撬到达P点时运动员迅速跳上冰撬与冰撬一起运动(运动员跳上冰撬瞬间,运动员和冰撬的速度不变)。已知冰撬从A运动到P的运动时间为2s,冰撬与雪面间的动摩擦因数为0.2,不计冰撬长度和空气阻力。(g取10 m/s2,cos 37°=0.8)求:

(1)AP的距离;
(2)冰撬从P点开始还能继续滑行多远?

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