已知万有引力常量G,地球半径R,月球和地球之间的距离r,同步卫星距地面的高度h,月球绕地球的运转周期T1,地球的自转周期T2,地球表面的重力加速度g.
某同学根据以上条件,提出一种估算地球质量M的方法:
同步卫星绕地球作圆周运动,由得
⑴请判断上面的结果是否正确,并说明理由.如不正确,请给出正确的解法和结果.
⑵请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果。
“蹦极跳”是一种能获得强烈失重,超重感觉非常“刺激”的惊险娱乐项目:人处在离沟底水面上方二十多层楼的高处(或悬崖上),用橡皮弹性绳拴住身体,让人自由下落,落到一定位置时弹性绳拉紧,设人体立即做匀减速运动,到接近水面时刚好减速到零,然后再反弹。已知某“勇敢者”头戴重为50N的安全帽,开始下落的高度为76m,设计的系统使落到离水面28m时弹性绳才绷紧,则当他落到离水面高50m左右位置时戴着安全帽的头顶感觉如何?当他落到离水面15m左右的位置时,头下脚上,则其颈部要用多大的力才能拉住安全帽?(不考虑空气阻力,g=10m/s2)
如图所示,在圆柱形屋顶中心天花板上O点,挂一根L=3m的细绳,绳的下端挂一个质量m为0.5kg的小球,已知绳能承受的最大拉力为10N,小球在水平面内做圆周运动.当速度逐渐增大到绳断裂后,小球以v=9m/s的速度落在墙角边.求这个圆柱形房屋的高度H和半径R.(g取10m/s2)
在半径为0.2m的水平转台的边缘处放一个0.5kg的物体A,在离转轴0.1m处,立一根直杆,杆顶系一根长0.3m的细线,线的另一端拴一个0.1kg的小球B,当转台匀速转动时,A和B都随着转台一起作匀速圆周运动,拴小球B的细线跟直杆成30°角,如图所示。
(1)使A、B作匀速圆周运动的向心力各是什么力?各有多大?这时的角速度是多大?
(2)如果角速度变大,将发生什么现象?
一根轻绳,两端分别固定在竖直棒上相距为L的A、B两点,一个质量为m的光滑小圆环套在绳子上,当竖直棒以一定的角速度转动时,圆环以A为圆心在水平面上做匀速圆周运动,这时轻绳上端与竖直棒成45°夹角,如图所示,求竖直棒转动的角速度.
如图所示,细绳一端系着质量m=0.1 kg的小物块A,置于光滑水平台面上;另一端通过光滑小孔O与质量M=0.5 kg的物体B相连,B静止于水平地面上.当A以O为圆心做半径r =0.2m的匀速圆周运动时,地面对B的支持力FN=3.0N,求物块A的速度和角速度的大小.(g=10m/s2)