(14分)一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动,在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝.将激光器与传感器上下对准,使二者间连线与转轴平行,分别置于圆盘的上下两侧,且可以同步的沿圆盘半径方向匀速移动,激光器连续向下发射激光束.在圆盘转动过程中,当狭缝经过激光器与传感器之间时,传感器接收到一个激光信号,并将其输入计算机,经处理后画出相应的图线.图(a)为该装置示意图,图(b)为所接收的光信号随时间变化的图线,横坐标表示时间,纵坐标表示接收到的激光信号强度,图中.
(1)利用图(b)中的数据求1s时圆盘转动的角速度
(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向
(3)求图(b)中第三个激光信号的宽度△t3
土星周围有许多大小不等的岩石颗粒,其绕土星的运动可视为圆周运动.其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心的距离分别为rA=8.0×104 km和rB=1.2×105 km,忽略所有岩石颗粒间的相互作用.(结果可用根式表示),求:
(1)岩石颗粒A和B的线速度之比.
(2)岩石颗粒A和B的周期之比.
(3)土星探测器上有一物体,在地球上重为10 N,推算出它在距土星中心3.2×105 km处受到土星的引力为0.38 N.已知地球半径为6.4×103 km,请估算土星质量是地球质量的多少倍?
宇航员站在一质量分布均匀星球表面上某高h处,沿水平方向抛出一个小球.测得落地时间为t.该星球的半径为R,万有引力常量为G,求
(1)该星球的质量M.
(2)该星球的密度
(3)该星球的第一宇宙速度
将一个物体以6m/s的速度从3.2m的高度水平抛出,落地速度大小为多少?落地时它的速度方向与地面的夹角θ是多少?(sin53=0.8,cos53=0.6)
(8分) 已知地球的半径为R,自转角速度为,地球表面的重力加速度为g,在赤道上空一颗相对地球静止的同步卫星离地面的高度h是多少?(用以上三个量表示)
(8分) 一质量为10kg的物体在长为5m的绳子牵引下,在竖直平面内作圆周运动,通过最低的速度为10m/s,求此时对绳子的拉力。(g=10m/s2)