4.宇宙間存在一些離其他恒星較遠的三星系統(tǒng),其中有一種三星系統(tǒng)如圖所示,三顆質(zhì)量相等的星球位于等邊三角形的三個頂點上,任意兩顆星球的距離均為R,并繞其中心O做勻速圓周運動.忽略其他星球?qū)λ鼈兊囊ψ饔,引力常量為G,以下對該三星系統(tǒng)的說法正確的是( 。
A.每顆星球做圓周運動的半徑都等于R
B.每顆星球做圓周運動的加速度與三顆星球的質(zhì)量無關(guān)
C.每顆星球做圓周運動的周期為T=2πR$\sqrt{\frac{R}{3Gm}}$
D.每顆星球做圓周運動的線速度v=2$\sqrt{\frac{Gm}{R}}$

分析 根據(jù)題意知圓周運動的重心和半徑與星體距離的關(guān)系,再由萬有引力定律和力的合成求得加速度,由向心加速度的關(guān)系式可以知道T,v.

解答 解:A、三顆星球均繞中心做圓周運動,由幾何關(guān)系可知r=$\frac{\frac{R}{2}}{cos30°}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$R,A錯誤;
    B、任一星球做圓周運動的向心力由其他兩個星球的引力的合力提供,根據(jù)平行四邊形定則得:F=2$G\frac{{m}^{2}}{{R}^{2}}$cos30°=ma,解得:a=$\frac{\sqrt{3}Gm}{{R}^{2}}$,B錯誤
    C、D、F=2$G\frac{{m}^{2}}{{R}^{2}}$cos30°=m$\frac{v2}{r}$=m$\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$r 得:T=2πR$\sqrt{\frac{R}{3Gm}}$,v=$\sqrt{\frac{Gm}{R}}$,則C正確,D錯誤
    故選:C

點評 解決該題首先要理解模型所提供的情景,然后能夠列出合力提供向心力的公式,才能正確解答題目.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場.現(xiàn)通過測量通電導線在磁場中所受的安培力,來測量磁場的磁感應(yīng)強度大小、并判定其方向.所用部分器材已在圖中給出,其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框,其底邊水平,兩側(cè)邊豎直且等長;E為直流電源;R為電阻箱;A為電流表;S為開關(guān).此外還有細沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導線.
(1)在圖中畫線連接成實驗電路圖.
(2)完成下列主要實驗步驟中的填空
①按圖接線.
②保持開關(guān)S斷開,在托盤內(nèi)加人適量細沙,使D處于平衡狀態(tài);然后用天平稱出細沙質(zhì)量m1,
③閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當,在托盤內(nèi)重新加人適量細沙,使D重新處于平衡狀態(tài);然后讀出讀出電流表的示數(shù)I,并用天平稱此時細沙的質(zhì)量m2
④用米尺測量D的底邊長度l
(3)用測量的物理量和重力加速度g表示磁感砬強度的大小,可以得出B=$\frac{|{m}_{2}-{m}_{1}|g}{Il}$
(4)判定磁感應(yīng)強度方向的方法是:若m2>m1(填兩次實驗細沙質(zhì)量關(guān)系),磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外;反之,磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

15.如圖所示,在平面直角坐標系xoy平面內(nèi),P點在x軸上,且$\overline{OP}$=2L,Q點在負y軸上的某處,在第Ⅰ象限內(nèi)有平行于正y軸方向的勻強電場,在第Ⅱ象限內(nèi)有一圓形區(qū)域,與x、y軸分別相切于A、C兩點,$\overline{OA}$=L,在第Ⅳ象限內(nèi)也有一個圓形區(qū)域(圖中未畫出),兩個圓形區(qū)域內(nèi)均有完全相同的勻強磁場,磁場方向垂直于xoy平面向里.現(xiàn)有一束速度大小為v0的電子束從A點沿y軸正方向射入圓形磁場區(qū)域,經(jīng)C點射入電場,最后從P點射出;同時,另一束具有一定速度大小的正電子束從Q點沿與y軸的正方向成45°角的方向射入第Ⅳ象限,然后,進入該象限內(nèi)的圓形磁場區(qū)域,離開磁場時正好到達P點,且恰好與從P點射出的電子束發(fā)生正碰湮滅,即相碰時兩束粒子的速度大小相等方向相反.正、負電子的質(zhì)量均為m、電荷量均為e,電子的重力不計.求:
(1)第Ⅰ象限內(nèi)勻強電場的場強E的大。
(2)電子從A點運動到P點所用的時間;
(3)Q點的縱坐標.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.一有固定斜面的小車在水平面上做直線運動,斜面粗糙,其上放置一小物塊,如圖所示,設(shè)斜面對物塊的支持力為N,摩擦力為f,當小車在水平面上運動時,物塊相對于小車始終靜止不動,則關(guān)于小球的受力情況,下列說法正確的是( 。
A.若小車向左運動,N可能為零B.若小車向左運動,f可能為零
C.若小車向右運動,N不可能為零D.若小車向右運動,f不可能為零

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.在光電效應(yīng)實驗中,某同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光),如圖所示,則可判斷出(  )
A.甲光的頻率大于乙光的頻率
B.甲、乙兩光比較,甲為強光,乙為弱光
C.乙光的波長大于丙光的波長
D.乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率
E.甲光對應(yīng)的光電子最大初動能小于丙光的光電子最大的初動能

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.某同學利用如圖甲所示裝置研究彈簧的彈性勢能與彈簧伸長量之間的關(guān)系.圖中O點所在虛線為彈簧的原長位置,O、A、B、C、D的間距均為x.先將光電門固定于A處,將固定在彈簧末端質(zhì)量為m的小鐵球從原長處釋放,在小球經(jīng)過光電門時,計時器記錄下時間tA;依次將光電門置于B、C、D各處,每次均將小球從原長處由靜止釋放,得到時間tB、tC、tD

(1)如圖乙用游標卡尺測量小球的直徑d為12.35mm;
(2)當光電門固定于D處時,小球通過該處速度的表達式vD=$\fracvvu6c84{{t}_celecjr}$(用字母表示),彈簧的伸長量為4x.
(3)當小球運動至D處時,彈簧彈性勢能的表達式EPD=4mgx-$\frac{1}{2}$m$(\fracyqqow7v{{t}_noedcbc})^{2}$(用字母表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.在足夠長的光滑固定水平桿上,套有一個質(zhì)量為m=0.5kg的光滑圓環(huán).一根長為L=0.5m的輕繩,一端拴在環(huán)上,另一端系著一個質(zhì)量為M=1kg的木塊,如圖所示.現(xiàn)有一質(zhì)量為m0=0.01kg的子彈以v0=400m/s的速度水平向右射入木塊,子彈穿出木塊時的速度為v=100m/s,子彈與木塊作用的時間極短,取g=10m/s2.求:
①當子彈射穿木塊時,子彈對木塊的沖量;
②當子彈射穿木塊后,圓環(huán)向右運動的最大速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.矩形線圈繞垂直磁感線的對稱軸勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的正弦式交變電壓圖象如圖所示,則關(guān)于該交流電下列說法正確的是(  )
A.該交變電壓的頻率為100Hz
B.t=0時刻,通過線圈平面的磁通量最大
C.該交變電壓的表達式為u=311sin100πt(V)
D.在相同時間內(nèi)該電壓與220V的直流電壓加在同一個電阻產(chǎn)生的熱量是相等的

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.甲、乙兩物體從同一點出發(fā)且在同一條直線上運動,它們的位移-時間(x-t)圖象如圖所示,由圖象可以看出在0〜4s內(nèi)(  )
A.甲、乙兩物體始終同向運動B.4s時甲、乙兩物體間的距離最大
C.甲的平均速度等于乙的平均速度D.甲、乙兩物體之間的最大距離為4 m

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