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磁懸浮列車以大小為v的速度沿赤道高速向東行駛,某時刻人造地球衛(wèi)星A正好經過磁懸浮列車正上方,運動方向與磁懸浮列車的運動方向相同,列車行駛路程s后,衛(wèi)星又一次通過列車的正上方.已知地球的半徑為R,自轉周期為T0,地球表面的重力加速度為g,求衛(wèi)星離地面的高度.
設衛(wèi)星的角速度為ω,
在列車行駛路程s的時間t=
s
v
內,衛(wèi)星又一次通過列車的正上方.
所以衛(wèi)星轉過的角度是ωt=
2πt
T0
+
vt
R
+2π
根據(jù)萬有引力提供向心力得 
GMm
(R+h)2
=mω2(R+h)
根據(jù)黃金代換GM=gR2        
解得:h=
3
gR2
(
T0
+
v
R
+
2πv
s
)
2
-R.
答:衛(wèi)星離地面的高度是
3
gR2
(
T0
+
v
R
+
2πv
s
)
2
-R.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

磁懸浮列車以大小為v的速度沿赤道高速向東行駛,某時刻人造地球衛(wèi)星A正好經過磁懸浮列車正上方,運動方向與磁懸浮列車的運動方向相同,列車行駛路程s后,衛(wèi)星又一次通過列車的正上方.已知地球的半徑為R,自轉周期為T0,地球表面的重力加速度為g,求衛(wèi)星離地面的高度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?天津)磁懸浮列車是一種高速低耗的新型交通工具.它的驅動系統(tǒng)簡化為如下模型,固定在列車下端的動力繞組可視為一個矩形純電阻金屬框,電阻為R,金屬框置于xOy平面內,長邊MN長為l平行于y軸,寬度為d的NP邊平行于x軸,如圖1所示.列車軌道沿Ox方向,軌道區(qū)域內存在垂直于金屬框平面的磁場,磁感應強度B沿Ox方向按正弦規(guī)律分布,其空間周期為λ,最大值為B0,如圖2所示,金屬框同一長邊上各處的磁感應強度相同,整個磁場以速度v0沿Ox方向勻速平移.設在短暫時間內,MM、PQ邊所在位置的磁感應強度隨時間的變化可以忽略,并忽略一切阻力.列車在驅動系統(tǒng)作用下沿Ox方向加速行駛,某時刻速度為v(v<v0).
(1)簡要敘述列車運行中獲得驅動力的原理;
(2)為使列車獲得最大驅動力,寫出MM、PQ邊應處于磁場中的什么位置及λ與d之間應滿足的關系式;
(3)計算在滿足第(2)問的條件下列車速度為v時驅動力的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

磁懸浮列車是一種高速運載工具.它具有兩個重要系統(tǒng):一是懸浮系統(tǒng),利用磁力使車體在導軌上懸浮起來;另一是驅動系統(tǒng),在沿軌道上安裝的三相繞組中,通上三相交流電,產生隨時間和空間做周期性變化的磁場,磁場與固連在車體下端的感應金屬板相互作用,使車體獲得牽引力.精英家教網
設圖中xOy平面代表軌道平面,x軸與軌道平行,現(xiàn)有一與軌道平面垂直的磁場正以速度v向-x方向勻速運動,設在t=0時,該磁場的磁感應強度B的大小隨空間位置x的變化規(guī)律為B=B0coskx(式中B0、k為已知常量),且在y軸處,該磁場垂直xOy平面指向紙里.與軌道平面平行的一金屬矩形框MNPQ處在該磁場中,已知該金屬框的MN邊與軌道垂直,長度為L,固定在y軸上,MQ邊與軌道平行,長度為d=
π
k
,金屬框的電阻為R,忽略金屬框的電感的影響.求:
(1)t=0時刻,金屬框中的感應電流大小和方向;
(2)金屬框中感應電流瞬時值的表達式;
(3)經過t=
10π
kv
時間,金屬框產生的熱量;
(4)畫出金屬框受安培力F隨時間變化的圖象.

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科目:高中物理 來源:2012-2013學年廣西玉林市玉州區(qū)育才中學高三(上)月考物理試卷(10月份)(解析版) 題型:解答題

磁懸浮列車以大小為v的速度沿赤道高速向東行駛,某時刻人造地球衛(wèi)星A正好經過磁懸浮列車正上方,運動方向與磁懸浮列車的運動方向相同,列車行駛路程s后,衛(wèi)星又一次通過列車的正上方.已知地球的半徑為R,自轉周期為T,地球表面的重力加速度為g,求衛(wèi)星離地面的高度.

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