(1)开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即,k是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k的表达式。已知引力常量为G,太阳的质量为M太。
(2)开普勒定律不仅适用于太阳系,它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立。经测定月地距离为3.84×108m,月球绕地球运动的周期为2.36×106S,试计算地球的质M地。(G=6.67×10-11Nm2/kg2,结果保留一位有效数字)
(18分)汽车启动的快慢和能够达到的最大速度,是衡量汽车性能指标体系中的两个重要指标.汽车启动的快慢用车的速度从0到100 km/h的加速时间来表示,这个时间越短,汽车启动时的加速度就越大.下表中列出了两种汽车的性能指标(为了简化计算,把100 km/h取为30 m/s).
启动的快慢/s(0~30 m/s的加速时间) |
最大速度/m·s-1 |
|
甲车 |
12 |
40 |
乙车 |
6 |
50 |
现在,甲、乙两车在同一条平直公路上,车头向着同一个方向,乙车在前,甲车在后,两车相距85 m.甲车先启动,经过一段时间t0乙车再启动.若两车从速度为0到最大速度的时间内都以最大加速度做匀加速直线运动,在乙车开出8 s时两车相遇,则
(1)t0应该为多少?
(2)在此条件下,两车相遇时甲车行驶的路程是多少?
如图所示,质量为l kg的小球穿在固定的直杆上,杆与水平方向成30°角,球与杆间的动摩擦因数,当小球受到的竖直向上的拉力F =20N时,试求:
(1)杆给球的弹力的大小和方向?
(2)小球沿杆上滑的加速度是多少?(g=10m/s2)?
某兴趣小组在研究测量物块P与软垫间的动摩擦因数时,提出了一种使用刻度尺和秒表的实验方案:将软垫一部分弯折形成斜面轨道与水平轨道连接的QCE形状,并将其固定在竖直平面内,如图所示.将物块P从斜面上A处由静止释放,物块沿粗糙斜面滑下,再沿粗糙水平面运动到B处静止,设物块通过连接处C时机械能不损失,重力加速度g取10 m/s2,用秒表测得物块从A滑到B所用时间为2 s,用刻度尺测得A、C间距60 cm,C、B间距40 cm。求:
(1)物块通过C处时速度大小;
(2)物块与软垫间的动摩擦因数.
A、B两辆汽车在笔直公路上同向行驶,当B车在A车前84m处时,B车速度为4m/s,且正以某加速度匀加速运动,在被追上前经过一段时间后,B车加速度突然变为零,此时B车的速度为16m/s。A车一直以20m/s的速度在后头追赶,经过12s后,A车追上B车,问:
(1)B车的加速时间是多少?
(2)B车加速时的加速度是多少?
如图所示,小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止光滑斜面上,设小球质量m=1kg,斜面倾角θ=30°,悬线与竖直方向夹角α=30°,光滑斜面M=3kg置于粗糙水平面上,求:
(1)悬线对小球拉力的大小。
(2)地面对斜面的摩擦力的大小和方向。(g="10" m/s2)